WO1998049244A1 - Aqueous coating agent - Google Patents

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WO1998049244A1
WO1998049244A1 PCT/EP1998/002548 EP9802548W WO9849244A1 WO 1998049244 A1 WO1998049244 A1 WO 1998049244A1 EP 9802548 W EP9802548 W EP 9802548W WO 9849244 A1 WO9849244 A1 WO 9849244A1
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WO
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binder
agents
acid
component
phosphoronium
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/002548
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer BÜRSTINGHAUS
Maximilian Bendix
Heinz-Peter Rink
Original Assignee
Basf Coatings Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Coatings Ag filed Critical Basf Coatings Ag
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Publication of WO1998049244A1 publication Critical patent/WO1998049244A1/en

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02Emulsion paints including aerosols
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Definitions

  • the invention relates to an aqueous coating agent with (a) at least one binder, (b) water, (c) optionally, catalysts, auxiliaries, degassing agents, leveling agents, UV absorbers, radical scavengers, nonionic thickeners, biocides, water retention agents, organic solvents and / or antioxidants, (d) optional, color and / or effect pigments, (e) optional, crosslinking agents, a process for producing such a coating agent and use of such a coating agent.
  • a coating composition according to the invention can be a primer composition, a fuller composition, a decorative, ie color and / or effect-forming topcoat composition or a clearcoat composition. In the case of a filler, customary fillers are also used.
  • Such coating agents are required in a variety of areas, but in particular in the area of automotive painting.
  • the clear lacquer coating in particular forms a protective layer against damaging environmental influences for the substrate or the underlying lacquer layers.
  • a clear varnish is practically free of pigments and the resulting coating is practically transparent in the visible area.
  • By applying a clear coat over a color and / or effect-forming top coat a coating which meets particularly high optical requirements is obtained.
  • the substrate can be any molded part. In the case of automotive painting, the substrate is usually already coated in addition to the actual structural support such as primer, filler, color coating and / or effect coating. Then the clear coat is the top layer.
  • a film-forming substance is referred to as a binder.
  • a binder can consist of various components, for example one or more base binders and optionally one or more crosslinking agents for the base binders.
  • the base binder can also be self-crosslinking and consequently form the only binder component.
  • the ready-to-apply, in particular viscosity-adjusted, coating is referred to as the coating agent.
  • Coating agents according to the invention can in particular be formed as powder coating slurries by suitable choice of the binders and, if appropriate, crosslinking agents and, if appropriate, (wet) grinding to a desired particle size.
  • the particles generally contain the base binder, possibly the crosslinking agent and, if appropriate, powder coating additives.
  • aqueous coating compositions which are more environmentally compatible in processing than "coating technically superior" coating compositions based on organic solvents.
  • a binder can be produced in organic solution and then converted into an aqueous phase The polymerization of the binder is carried out directly in the aqueous phase
  • dissociable groups for example carboxyl groups produced coating, especially the weather resistance
  • powder coating slurries have been developed, the special coating components suitable for powder coating formulations first being prepared in an organic solution, mixed with one another, then ground and dispersed in an aqueous phase during or after the grinding.
  • special chemical-chemical boundary conditions must also be observed here if a coating that meets all the requirements is to be able to be produced.
  • the invention is based on the technical problem of specifying an aqueous coating composition which, in terms of its coating properties, in particular the properties of the coating produced therefrom, corresponds to the coating compositions based on organic solvents.
  • the coating agent can be prepared by (A) producing the binder in an organic solvent, (B) the binder solution obtained in step (A) in critical or supercritical carbon dioxide at critical or supercritical pressure. and temperature conditions of the carbon dioxide are dissolved or dispersed, (C) at least 80% of the organic solvents, based on the total content of organic solvents, are withdrawn from the solution or dispersion obtained in step (B) and optionally recovered, (D) die Solvent-reduced solution or dispersion obtained in stage (C) is introduced into water under subcritical pressure and temperature conditions of the carbon dioxide.
  • solvent-reduced refers to stage (B) from organic solvents carried along from stage (A).
  • a customary powder clear coat binder is prepared in process step (A).
  • Component (c) and / or (d) and / or (e) can either be introduced in step (A) and / or (B) and / or added in a step (E) following step (D) become.
  • Component (A) can be a binder containing epoxy groups.
  • component (A) can be obtainable by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer with at least one epoxy group per molecule and at least one ethylenically unsaturated monomer free of epoxide groups, at least one of the monomers being an ester of acrylic acid or methacrylic acid, and being an epoxy-free monomer can optionally be a vinyl aromatic compound, preferably styrene.
  • a straight-chain, aliphatic dicarboxylic acid can be used as the crosslinking agent and / or a carboxy-functional polyester can be used.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that the coating agent is formulated as a clear lacquer, ie it is free from pigments or only contains transparent pigments.
  • stage (B) can be carried out by means of a jet nozzle reactor.
  • Step (D) can be carried out by embedding the reduced-solution or dispersion in water obtained in step (C) under normal conditions or, on the other hand, elevated but subcritical pressure and temperature conditions.
  • the invention further teaches a process for the preparation of an aqueous coating composition according to one of Claims 1 to 8, which is characterized in that (A) the binder is prepared in an organic solvent, (B) the detergent solution obtained in step (A) is critical or supercritical carbon dioxide is dissolved or dispersed under critical or supercritical pressure and temperature conditions of the carbon dioxide, (C) at least 80% of the organic solvents, based on the total content of organic solvents, are withdrawn from the solution or dispersion obtained in step (B) and optionally be recovered, (D) the solvent-reduced solution or dispersion obtained in stage (C) is introduced into water at subcritical pressure and temperature conditions of the carbon dioxide, and a use of an aqueous coating composition according to one of Claims 1 to 8 for the production of a coating provided with a coating Substrate, preferably one painted car body or a car body part.
  • the invention uses the critical or supercritical carbon dioxide as an intermediate solvent which, on the one hand, permits the removal of the organic solvents and, on the other hand, subsequently enables a "redissolution” or “redispersion” in water.
  • the result is a coating agent which, in terms of binder chemistry, corresponds to that with organic solvents, but is reduced in solvent, preferably practically free of organic solvents.
  • the effort associated with processing binders in critical or supercritical carbon dioxide is avoided since water is ultimately the solvent or dispersion medium. Conventional and possibly already existing application techniques can therefore be used.
  • SITUATE designated binder in particular clear coat binder are exemplified in an individual ⁇ for all variants.
  • the binders are all referred to below as clear lacquer binders, although the coating agents obtained in this way can in principle also contain coloring and / or effect pigments.
  • powder coating formulations of the following basic structure can be used as clear coating binders.
  • a powder coating comprising al) at least one epoxy-containing binder with a content of 30 to 45%, preferably 30 to 35% of glycidyl-containing monomers, optionally with a content of vinyl aromatic compounds, preferably styrene, a2) at least one crosslinking agent, preferably straight-chain, can be used , aliphatic dicarboxylic acids and / or carboxy-functional polyesters and a3) optionally catalysts, auxiliaries, additives typical for powder coatings, such as degassing agents, leveling agents, UV absorbers, radical scavengers, antioxidants.
  • Suitable epoxy functional binders for the powder coating are, for example, epoxy group-containing polyacrylate resins which can be prepared by copolymerizing at least one ethylenically unsaturated monomer which contains at least one epoxy group in the molecule with at least one further ethylenically unsaturated monomer which does not contain any epoxy group in the molecule. wherein at least one of the monomers is an ester of acrylic acid or methacrylic acid.
  • Such epoxy group-containing polyacrylate resins are known, for example, from EP-A-299 420, DE-B-22 14 650, DE-B-27 49 576, US-A-4, 091, 048 and US-A-3, 781, 379) .
  • acid amides such as e.g.
  • Acrylic acid and methacrylic acid amide vinyl aromatic compounds such as styrene, methyl styrene and vinyl toluene, nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, vinyl and vinylidene halides such as vinyl chloride and vinylidene fluoride, vinyl esters such as e.g. Vinyl acetate and hydroxyl group-containing monomers such as e.g. Hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.
  • the epoxy group-containing polyacrylate resin usually has an epoxy equivalent weight of 400 to 2500, preferably 420 to 700, a number average molecular weight (determined by gel permeation chromatography using a polystyrene standard) from 2,000 to 20,000, preferably from 3,000 to 10,000, and a glass transition temperature (T G ) from 30 to 80, preferably from 40 to 70, particularly preferably from 40 to 60 ° C (measured with the aid of differential scanning calorimetry (DSC)). 50 ° C. is very particularly preferred. Mixtures of two or more acrylic resins can also be used.
  • the epoxy group-containing polyacrylate resin can be prepared by polymerization using generally well-known methods.
  • Suitable crosslinkers are carboxylic acids, in particular saturated, straight-chain, aliphatic dicarboxylic acids with 3 to 20 C-a-toe in the molecule.
  • Decane-1, 12-dicarboxylic acid is very particularly preferably used.
  • other crosslinking agents containing carboxyl groups may also be used. Examples include saturated, branched or unsaturated straight-chain di- and polycarboxylic acids and polymers with carboxyl groups.
  • Powder coatings which contain an epoxy-functional crosslinker and an acid-functional binder are also suitable.
  • Suitable acid-functional binders are, for example, acidic polyacrylate resins which can be prepared by copolymerizing at least one ethylenically unsaturated monomer which contains at least one acid group in the molecule with at least one further ethylenically unsaturated monomer which does not contain any acid group in the molecule.
  • the epoxy group-containing binder or the epoxy group-containing crosslinking agent and the carboxyl or the binder are usually used in an amount such that 0.5 to 1.5, preferably 0.75 to 1.25, equivalents of carboxyl groups are present per equivalent of epoxy groups.
  • the amount of carboxyl groups present can be determined by titration with an alcoholic KOH solution.
  • the binder preferably contains vinyl aromatic compounds, especially styrene. However, in order to limit the risk of cracking, the content is not more than 35% by weight. 10 to 25% by weight are preferred.
  • the powder coating slurries or powder coating particles obtained may contain one or more suitable catalysts for epoxy resin curing.
  • Suitable catalysts are phosphonium salts of organic or inorganic acids, quaternary ammonium compounds, amines, imidazole and imidazole derivatives.
  • the catalysts are generally used in proportions of 0.001% by weight to about 2% by weight, based on the total weight of the epoxy resin and the crosslinking agent.
  • Suitable phosphonium catalysts are ethyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium thiocyanate, ethyltriphenylphosphonium acetate-acetic acid complex, tetrabutylphosphonium iodide, tetrabutylphosphonium acid-phosphonium-bromonium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phospho
  • Suitable imidazole catalysts are, for example, 2-styrylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-methylimidazole and 2-butylimidazole. These and other imidazole catalysts are described, for example, in Belgian Patent No. 756,693.
  • the powder coating formulations may also contain auxiliaries and additives. Examples of these are leveling agents, antioxidants, UV absorbers, radical scavengers, trickling aids and degassing agents, such as, for example, benzoin. Leveling agents based on polyacrylates, polysiloxanes or fluorine compounds are suitable.
  • Antioxidants that can be used are reducing agents such as hydrazides and phosphorus compounds and free radical scavengers, for example 2,6 di-tert-butylphenol derivatives.
  • UV absorbers that can be used are preferably triazme and benzotriphenol.
  • 2,2,6,6 tetramethylpiperidine derivatives are preferably used as radical scavengers.
  • the aqueous phase of stage (D) is an aqueous dispersion containing a) at least one nonionic thickener and b) optionally catalysts, auxiliaries, defoamers, dispersion auxiliaries, wetting agents, preferably carboxy-functional dispersants, antioxidants, UV absorbers, radical scavengers, small amounts of solvents, leveling agents, biocides and / or water retention agents.
  • non-ionic associative thickeners When using a non-ionic thickener, it is preferred to use non-ionic associative thickeners.
  • Structural features of such associative thickeners are: aa) a hydrophilic structure which ensures sufficient water solubility and ab) hydrophobic groups which are capable of associative interaction in the aqueous medium.
  • hydrophobic groups For example, long-chain alkyl residues, such as dodecyl, hexadecyl or octadecyl residues, or alkaryl residues, such as octylphenyl or nonylphenyl residues, are used as hydrophobic groups.
  • Polyurethanes used that contain the hydrophobic groups as polymer building blocks are particularly preferred as the hydrophilic frameworks.
  • Polyurethanes which contain polyether chains as building blocks, preferably made of polyethylene oxide, are very particularly preferred as the hydrophilic frameworks.
  • the di- and / or polyisocyanates preferably aliphatic diisocyanates, particularly preferably optionally substituted 1, 6-hexamethylene diisocyanate, are used to link the hydroxyl-grouped polyether units with one another and to link the polyether units with the hydrophobic end group units which can be, for example, monofunctional alcohols and / or amines with the long-chain alkyl radicals or aralkyl radicals already mentioned.
  • the aqueous phase can contain catalysts, leveling agents, antioxidants, UV absorbers, radical scavengers and wetting agents.
  • auxiliaries, defoamers, dispersion aids, biocides, solvents and neutralizing agents can be added to the aqueous phase.
  • Modified polysiloxanes are preferred as defoaming agents.
  • Dispersion aids are e.g. preferably ammonium or metal salts of polycarboxylates.
  • Neutralizers that can be used are amines, ammonia and metal hydroxides.
  • the powder clearcoat slurry obtained has the following properties.
  • the powder clearcoat has a glass transition temperature of 20 to 90 ° C, preferably 40 to 70 ° C.
  • the powder clearcoat slurry has a viscosity of 10 to 1000 mPas, preferably 50 to 300 mPas at a shear rate of 500 s "1 and a solids content from 10 to 50%, preferably 20 to 40%.
  • the powder clearcoat slurry obtained from the redispersion is optionally ground, while maintaining a temperature of 0 to 60 ° C., preferably 5 to 35 ° C., to a pH of 4.0 to 7.0, preferably 5.5 to 6.5 adjusted and filtered.
  • the specific energy input during the grinding process is preferably from 20 to 500 Wh / kg.
  • the average grain size obtained is between 1 and 25 ⁇ m, preferably less than 20 ⁇ m. Particularly preferred at 3 to 10 ⁇ m.
  • the powder clearcoat slurry contains only small amounts of organic solvents, preferably less than 10% by weight, most preferably less than 5% by weight, ideally less than 1% by weight, based on that used in stage (B) Total amount of organic solvents.
  • defoamers, dispersants, wetting agents and / or thickeners are preferably first dispersed in the dispersion medium. Then small portions of the powder clear coat are introduced. Then defoamers, dispersing aids, thickeners and wetting agents are added again. Finally, clear powder coatings are introduced again in small portions.
  • the pH is preferably adjusted with ammonia or amines. The pH value can initially rise here, resulting in a strongly basic dispersion. However, the pH falls back to the above values within several hours or days.
  • the powder clearcoat dispersions described in water are particularly suitable as a dispersion medium for waterborne basecoats based on a polyester, polyurethane resin and an aminoplast resin.
  • the powder clearcoat slurries applied to a basecoat are regularly flashed off before baking. This is expediently done first at room temperature and then at a slightly elevated temperature. As a rule, the elevated temperature is 40 to 70 ° C., preferably 50 to 65 ° C. The flash off is carried out for 2 to 10 minutes, preferably 4 to 8 minutes at room temperature. At an elevated temperature, the mixture is vented again during the same time period.
  • the baking can be carried out at temperatures below 130 ° C.
  • the stoving can also be carried out at 130 to 180 ° C., preferably 135 to 155 ° C. Layer thicknesses of 30 to 50, preferably 35 to 45 ⁇ m can be achieved.
  • clearcoats which are available in solution or dispersion in an organic solvent can be used as clearcoats.
  • the usual one-component or multi-component clearcoats come into question.
  • suitable one-component clearcoats reference is made, for example, to the literature reference DE 195 29 124 Cl.
  • preferred clear coats are a component system which is characterized in that a first component (I) is formed from the hydroxy-functional binder or the mixture of hydroxy-functional binders (1), and that a second component (II) is formed from the free (poly) isocyanates or the mixture of free (poly) isocyanates (3) is formed, and that a third component (III) is formed from the tris (alkoxycarbonylamino) triazine or the mixture of tris (alkoxycarbonylamino) triazines (2). If all components I to III are initially separate, then it is a 3-component system.
  • component III can also be added to component I and / or component II from the outset. Then it is a two-component system. If, on the other hand, all components I to III are mixed from the outset, it is a one-component system.
  • the components can either be immediately before the solution or Dispersion can be mixed in critical or supercritical carbon dioxide or the components can first be dissolved or dispersed separately in critical or supercritical carbon dioxide. In the latter case, the components are mixed or stage (D) ff. Is carried out shortly before application. in case of a 1-component system, the components can be brought together in one of the stages (A) to (D).
  • hydroxy-functional binder or for the mixture of hydroxy-functional binders, preference is given to those from the group "binders based on hydroxy-functional polyacrylates, hydroxy-functional polyesters and / or hydroxy-functional polyurethanes" and / or mixtures of elements from this group and / or mixtures of different binders of one element thereof Group considered.
  • Polyacrylate resins are preferably used, the hydroxyl numbers from 40 to 240, preferably 60 to 210, very particularly preferably 100 to 200, acid numbers from 0 to 35, preferably 0 to 23, very particularly preferably 3.9 to 15.5, glass transition temperatures of -35 to +70 ° C, preferably -20 to +40 ° C, very particularly preferably -10 to +15 ° C and number average molecular weights of 1500 to 30,000, preferably 2000 to 15000, very particularly preferably 2500 to 5000.
  • the glass transition temperature of the polyacrylate resins is determined by the type and amount of the monomers used.
  • the selection of the monomers can be approximated by a person skilled in the art in the usual way. Measures to control the molecular weight (eg selection of appropriate polymerization initiators, use of chain transfer agents, etc.) are part of the specialist knowledge of the person skilled in the art and need not be explained in more detail here.
  • component (al) examples include hexahydrophthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, endomethylene tetrahydrophthalic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid.
  • component (bl) examples include:
  • Pentaerythritol trimethylolpropane, trimethylolethane and Glyce ⁇ n.
  • constituent (cl) are: ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 2-methyl-2-propylpropanediol-1, 3, 2-ethyl-2-butylpropanediol-1, 3, 2, 2, 4-t ⁇ methyl - Pentanediol-1, 5, 2.2, 5-trimethylhexanediol-1, 6, hydroxypivalic acid neopentylglycol ester and dimethylolcyclohexane.
  • component (dl) examples are: 2-ethylhexanoic acid, lauric acid, isooctanoic acid, isononanoic acid and monocarboxylic acid mixtures which are obtained from coconut oil or palm kernel oil.
  • the production of hydroxyl group-bearing polyester and / or alkyd resins is described, for example, in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, third edition, 14th volume, Urban & Schwarzenberg, Kunststoff, Berlin 1963, pages 80 to 89 and pages 99 to 105, in the books: Resines
  • the hydroxy-functional binder component used is, for example, polyacrylate resins which can be prepared by (a2) 10 to 92, preferably 20 to 60% by weight of an alkyl or cycloalkyl acrylate or an alkyl or cycloalkyl methacrylate having 1 to 18, preferably 4 to 13 carbon atoms in the Alkyl or cycloalkyl radical or mixtures of such monomers, (b2) 8 to 60, preferably 12.5 to 38.5% by weight of a hydroxyalkyl acrylate or a hydroxylalkyl methacrylate having 2 to 4 carbon atoms in the hydroxyalkyl radical or mixtures of such Monomers, (c2) 0.0 to 5.0, preferably 0.7 to 3.0% by weight of acrylic acid or methacrylic acid or mixtures of these monomers and (d2) 0 to 50, preferably 0 to 30% by weight of (a2), (b2) and (c2) various ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with (a
  • Examples of (a2) components are: methyl, ethyl, propyl, n-butyl, isobutyl, tert. -Butyl-, pentyl-, hexyl-, heptyl- and 2-ethyl-hexyl acrylate or methacrylate as well as cyclohexyl acrylate and cyclohexyl methacrylate.
  • Examples of (b2) components are: hydroxyethyl, hydroxypropyl and hydroxybutyl acrylate or methacrylate.
  • (d2) components are: vinylaromatics, such as, for example, styrene, vinyltoluene, alpha-methylstyrene, alpha-ethylstyrene, nucleus-substituted diethylstyrenes, isopropylstyrene, butylstyrenes and methoxystyrenes; Vinyl ethers such as, for example, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether and
  • Isobutyl vinyl ether and vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate and the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid.
  • the person skilled in the art can easily control the hydroxyl number and the acid number of the polyacrylate resins by the amount of component (b2) or (c2) used.
  • Polyhydroxy resins which can be obtained by (AI) 10 to 51% by weight, preferably 25 to 41% by weight, 4-hydroxy-n-butyl acrylate or 4-hydroxy-n-butyl methacrylate or a mixture of 4-hydroxy-n-butyl acrylate and 4-hydroxy-n-butyl methacrylate, preferably 4-hydroxy-n-butyl acrylate, (A2) 0 to 36% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight, one of (AI) different hydroxyl-containing esters of acrylic acid or one hydroxyl-containing ester of methacrylic acid or one Mixture of such monomers, (A3) 28 to 85% by weight, preferably 40 to 70% by weight, of an aliphatic or cycloaliphatic ester of methacrylic acid which is different from (AI) and (A2) and has at least 4 carbon atoms in the alcohol radical or one Mixture of such monomers, (A4) 0 to 3% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight, of an eth
  • component (A2) are: hydroxyalkyl esters of acrylic acid, such as, for example, hydroxyethyl acrylate and hydroxypropyl acrylate, and hydroxyalkyl esters of methacrylic acid, such as, for example, hydroxyethyl methacrylate and hydroxypropyl methacrylate, the choice to be made such that when component (A2) is polymerized alone, a polyacrylate resin with a glass transition temperature of 0 to +80 degrees C, preferably from +20 to +60 degrees C.
  • component (A3) are: aliphatic esters of methacrylic acid with 4 to 20 carbon atoms in the alcohol residue, such as n-butyl, iso-butyl, tert.
  • component (A4) preferably a component (A4).
  • component (A5) vinylaromatic hydrocarbons, for example styrene, ⁇ -alkylstyrene and vinyltuluol, amides of acrylic acid and methacrylic acid, for example methacrylamide and acrylamide, nitriles of acrylic acid and methacrylic acid, vinyl ethers and vinyl esters.
  • Vinylaromatic hydrocarbons, in particular styrene are preferably used as component (A5).
  • the composition of component (A5) should preferably be such that when alone
  • component (A5) a polymer with a glass transition temperature of +70 to +120 degrees C, preferably from +80 to +100 degrees C is obtained.
  • These polyacrylate resins can be prepared by generally known polymerization processes (see, for example, Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, 4th Edition, Volume 14/1, pages 24 to 255 (1961)). They are preferably produced using solvent polymerization. An organic solvent or solvent mixture is usually initially introduced and heated to boiling. The monomer mixture to be polymerized and one or more polymerization initiators are then continuously added to this organic solvent or solvent mixture. The polymerization is carried out at temperatures between 100 and 160 degrees C, preferably between 130 and 150 degrees C. As initiators, free radical initiators are preferably used.
  • initiators are usually chosen so that the supply of radicals is as constant as possible at the polymerization temperature during the feed phase.
  • examples of initiators which can be used are: dialkyl peroxides, for example di-tert. -Butyl peroxide and dicumyl peroxide, hydroperoxides, for example cumene hydroperoxide and tert. -Butyl hydroperoxide, perester, eg tert. Butyl perbenzoate, tert. Butyl perpivalate, tert. -Butylper-3, 5, 5-trimethylhexanoate and tert. -Butylper-2-ethylhexanoate.
  • the polymerization conditions (reaction temperature, feed time of the monomer mixture, amount and type of organic solvents and polymerization initiators, possibly also the use of molecular weight regulators, for example mercaptans, thioglycolic acid esters and hydrogen chloride) are selected so that the polyacrylate resins have a number average molecular weight as indicated (determined by gel permeation chromatography using Have polystyrene as calibration substance).
  • the acid number can be adjusted by the person skilled in the art by using appropriate amounts of component (A4). The same applies to the setting of the hydroxyl number. It can be controlled via the amount of component (AI) and (A2) used.
  • Binders based on polyurethane are also suitable.
  • the coating composition contains components (2) and (3), both of which are crosslinking agents.
  • Tris (alkoxycarbonylamino) triazines of the formula are used as component (2) used, R being in particular methyl and butyl groups. These compounds are known under the short name TACT. Derivatives of the named
  • Tris (alkoxycarbonyla ino) triazines such as are described in US Pat. No. 5,084,541 are preferably used for the component (2).
  • Component (3) contains at least one non-blocked di- and / or polyisocyanate as crosslinking agent, optionally dissolved or dispersed in one or more organic, optionally water-dilutable solvents. In addition or in its place, blocked isocyanate or a mixture of blocked polyisocyanates can also be used.
  • the free polyisocyanate component used is any organic polyisocyanate with aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatically bound free isocyanate groups.
  • Polyisocyanates with 2 to 5 isocyanate groups per molecule and with viscosities of 100 to 2000 Pa.s (at 23 degrees C) are preferably used.
  • small amounts of organic solvent, preferably 1 to 25% by weight, based on pure polyisocyanate can also be added to the polyisocyanates, in order to ensure that the isocyanate can be incorporated to improve and, if necessary, lower the viscosity of the polyisocyanate to a value within the above-mentioned ranges.
  • Solvents suitable as additives for the polyisocyanates are, for example, ethoxyethyl propionate, butyl acetate and the like.
  • suitable isocyanates are, for example, in "Methods of Organic Chemistry", Houben-Weyl, Volume 14/2, 4th Edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, pages 61 to 70, and by W. Siefken, Liebigs Ann. Chem. 562, 75 to 136. For example, those at
  • polyurethane resins A2
  • isocyanates and / or polyurethane prepolymers containing isocyanate groups which can be prepared by reacting polyols with an excess of polyisocyanates and which are preferably low-viscosity. It can too
  • Polyisocyanates containing isocyanurate groups and / or biuret groups and / or allophanate groups and / or urethane groups and / or urea groups and / or uretdione groups can be used.
  • Polyisocyanates containing urethane groups are obtained, for example, by reacting some of the isocyanate groups with polyols, such as trimethylolpropane and glycerol.
  • Aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates in particular hexamethylene diisocyanate, dimerized and trimerized hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2-isocyanatopropylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexyl methane-2, 4'-diisocyanate or dicyclohexyl methane-4-isocyanate or mixtures of these, 4 ', or 4'-mixtures of these, are used.
  • polyisocyanate component can also consist of any mixtures of the free polyisocyanates mentioned by way of example.
  • blocked isocyanate is admixed, it is preferably designed such that it contains isocyanate groups blocked with both a blocking agent (ZI) and with a blocking agent (Z2), the blocking agent (ZI) being a dialkylmalonate or a mixture of dialkylmalonates
  • the blocking agent (Z2) is a blocking agent containing active methylene groups other than (ZI), an oxime or a mixture of these blocking agents and the equivalent ratio between the isocyanate groups blocked with (ZI) and the isocyanate groups blocked with (Z2) is between 1.0 : 1.0 and 9.0: 1.0, preferably between 8.0: 2.0 and 6.0: 4.0, particularly preferably between 7.5: 2.5 and 6.5: 3.5 .
  • the blocked isocyanate is preferably made as follows.
  • a polyisocyanate or a mixture of polyisocyanates is reacted in a manner known per se with a mixture of the blocking agents (ZI) and (Z2), the mixture of the blocking agents (ZI) and (Z2) being the blocking agents (ZI) and ( Z2) in a molar ratio which is between 1.0: 1.0 and 9.0: 1.0, preferably between 8.0: 2.0 and 6.0: 4.0, particularly preferably between 7, 5: 2.5 and 6.5: 3.5.
  • the polyisocyanate or the mixture of polyisocyanates can be mixed with the mixture of
  • Blocking agents (ZI) and (Z2) are reacted until no more isocyanate groups can be detected. In the In practice, this can require the use of very large excesses of blocking agents and / or very long reaction times. It was found that paints with good properties are obtained even if at least 50, preferably at least 70 percent of the isocyanate groups of the polyisocyanate or the mixture of polyisocyanates are reacted with the mixture of blocking agents (ZI) and (Z2) and the remaining isocyanate groups be reacted with a compound containing hydroxyl groups or a mixture of compounds containing hydroxyl groups.
  • Low-molecular-weight aliphatic or cycloaliphatic polyols such as neopentyl glycol, dimethylolcyclohexane, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 2-methyl-2-propyl-propanediol-1, 3, 2-ethyl-2-butyl-propanediol-1, 3, 2, 2, 2, are preferably used as compounds containing hydroxyl groups.
  • 2, 4-trimethylpentanediol-1, 5 and 2, 2, 5-trimethylhexanediol-1, 6 or the binder containing hydroxyl groups which can be used as component (1).
  • a suitable blocked polyisocyanate is also obtainable by mixing blocked polyisocyanates with the blocking agent (ZI) or (Z2) in such a ratio that a mixture is obtained in which the equivalent ratio between the isocyanate groups blocked with (ZI) and the isocyanate groups blocked with (Z2) between 1.0: 1.0 and 9.0: 1.0, preferably between 8.0: 2.0 and 6.0: 4.0, particularly preferably between 7.5: 2 , 5 and 6.5: 3.5.
  • all polyisocyanates that can be used in the coating field can be used to produce the blocked polyisocyanate.
  • polyisocyanates examples include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dicyclohexyl methane diisocyanate and 1,3-bis (2-isocyanatopropyl-2-) benzene (TMXDI) and adducts of these polyisocyanates with polyols, especially low molecular weight polyols, such as trimethylol propane these polyisocyanates derived isocyanurate group and / or biuret group-containing polyisocyanates.
  • TXDI 1,3-bis (2-isocyanatopropyl-2-) benzene
  • Particularly preferred polyisocyanates are hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, isocyanurate or biuret group-containing polyisocyanates derived from these diisocyanates, which preferably contain more than two isocyanate groups in the molecule, and reaction products of hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate or a mixture thereof
  • Dialkyl malonates or a mixture of dialkyl malonates are used as blocking agents (ZI).
  • Dialkylmalonates with 1 to 6 carbon atoms in each of the alkyl radicals are mentioned as examples of dialkylmalonates which can be used, e.g. Malonic acid dimethyl ester and malonic acid diethyl starch, with malonic acid diethyl ester being preferred.
  • the blocking agents (Z2) used are blocking agents and oximes which contain active methylene groups and mixtures of these blocking agents and which are different from (ZI). As examples of blocking agents used as
  • Blocking agents (Z2) that can be used are mentioned: methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, acetoacetic acid, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl or dodecyl ester, acetone oxime, methyl ethyl ketoxime, acetylacetone, formal doxime, acetaldoxime, benzophenoxime, acetoxime and diisobutyl ketoxime.
  • the blocking agent (Z2) used is preferably an alkyl acetoacetate having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl radical or a mixture of such alkyl acetoacetates or a ketoxime or a mixture of ketoximes. Ethyl acetoacetate or methyl ethyl ketoxime are particularly preferably used as blocking agents (Z2).
  • the amounts of constituents (1) to (3) in the ratios to one another are chosen such that the ratio OH: (NCO + NH-CO-OR) 1.0: 0.5 to 1.0: 2.0, preferably 1.0: 0.8 to 1.0: 1.5.
  • Polyisocyanate component is used in the coating compositions according to the invention e.g. individually advantageously used in such an amount that the ratio of the hydroxyl groups of the binder (1) to the isocyanate groups of the crosslinking agents (2) and (3) is between 1: 2 and 2: 1, particularly preferably between 1: 1.5 and 1 , 5: 1 lies.
  • the quantitative ratio of the components (2) and (3) to one another is advantageously selected such that the amount of tris (alkoxycarbonylamino) triazine or of a mixture of tris (alkoxycarbonylamino) triazines is 1 to 99% by weight, preferably 5 to 90% by weight, is, based on the total amount of tris (alkoxycarbonylamino) triazine or mixture of tris (alkoxycarbonylamino) triazines plus free isocyanates or the mixture of free polyisocyanates. If blocked isocyanates are added or if they are used alone, the same applies, only then related to the corresponding total amount of isocyanates instead of just free polyisocyanates.
  • the quantitative ratios mentioned above relate to the quantitative ratios which are obtained when the components (I) to (III) are mixed in the paint that can be applied or applied.
  • Multi-component systems are namely regularly sold in containers, each of which, in total or in part, mixed with the lacquer with the desired proportions of the components, so that no part of one of the components remains when the other component or components are used up.
  • the proportions (1) to (3) in components I to III of a multi-component container are defined by the above quantitative ratios.
  • the component system can contain UV absorbers, preferably triazine compounds, and free radical scavengers in at least one of components (I) and / or (II) and / or (III).
  • the component system can also contain rheological agents and other paint auxiliaries in at least one of components (I) and / or (II) and / or (III).
  • Coatings obtained with the clear coats described above are usually cured at temperatures below 120 ° C., preferably at temperatures not exceeding 100 ° C.
  • Coating agents with blocked polyisocyanates and / or with TACT can also be used at higher curing temperatures become. Then values from 120 degrees C to 180 degrees C are recommended.
  • a monomer mixture of 727 g of n-butyl methacrylate, 148 g of cyclohexyl methacrylate, 148 g of styrene, 445 g of 4-hydroxibutyl acrylate and 15 g of acrylic acid are added within 4 hours, and an initiator solution of 29 g of t Butyl perethylhexanoate in 89 g of the aromatic solvent described is metered uniformly into the reactor within 4.5 hours.
  • the metering of the monomer mixture and the initiator solution is started simultaneously. After the initiator metering has ended, the reaction mixture is held at 140 ° C. for a further two hours and then cooled.
  • the resulting polymer solution has a solids content of 62% (determined in a convection oven for 1 h at 130 degrees C), an acid number of 9 and a viscosity of 21 dPa.s (measured on a 60% solution of the polymer solution in the aromatic solvent described, using an ICI plate cone viscometer at 23 degrees C).
  • the solvent is heated to 140 degrees C, after reaching 140 degrees C, a monomer mixture of 487 g t-butyl acrylate, 215 g n-butyl methacrylate, 143 g styrene, 572 g hydroxypropyl methacrylate and 14 g acrylic acid within 4 hours, and an initiator solution of 86 g of t-butyl perethyl hexanoate m 86 g of the aromatic solvent described evenly metered into the reactor within 4.5 hours.
  • the metering of the monomer mixture and the initiator solution are started simultaneously. After the initiator metering has ended, the reaction mixture is kept at 140 ° C. for a further two hours and then cooled.
  • the resulting polymer solution has a solids content of 62%, determined in a forced air oven for 1 h at 130 ° C., an acid number of 10 and a viscosity of 23 dPa.s (measured on a 60% solution of the polymer solution in the aromatic solvent described , using an ICI Piatte cone viscometer at 23 degrees C). 1.1.3. Alkyd resin C
  • the contents of the reactor are heated to 210 degrees C in the course of 8 hours in such a way that a uniform reflux of the entrainer occurs.
  • the reactor contents are kept at 210 ° C. until an acid number of 17.1 and a viscosity of 15 dPas, measured on a 60% solution of the reaction mixture in the aromatic solvent described in the acrylic resins A and B, is reached.
  • the mixture is then cooled to 140 ° C. and the contents of the reactor are dissolved with so much of the aromatic solvent mentioned that a non-volatile fraction of 61% (determined in a convection oven for 60 minutes at 130 ° C.) results.
  • the alkyd resin solution prepared in this way has one Acid number of 17.1 and a viscosity of 15 dPa.s (measured on an ICI-plate-cone viscometer at 23 degrees C).
  • Component (I) is produced by using the basic binder solution according to 1.1.1 and / or 1.1.2 and / or 1.1.3. weighed in, then with stirring add solvent, UV absorber, radical scavenger and leveling agent in the usual amounts and stir well. 1.2. Component (II)
  • Component (II) consists of a solution of commercially available isocyanurate trimers in a suitable solvent. It is produced by stirring the solvent into the 5 delivery form of the isocyanurates.
  • Component (III) consists of a (hand ice) usual solution of tris (alkoxycarbonylamino) triazine crosslinking agent according to US 10 5084541, optionally in a suitable solvent, such as
  • components I to III are separated in 20 organic solution or dissolved or dispersed together in critical or supercritical carbon dioxide by means of a jet nozzle reactor. Then the majority of the organic solvents are separated from the dispersion or dispersions. If necessary, another 25 critical or supercritical carbon dioxide is added.
  • the dispersion or dispersions obtained in this way are then introduced into an aqueous phase, which may contain other suitable paint additives.
  • the powder coating slurry obtained in this way is then applied to the substrate, a motor vehicle body part, which is coated with a primer, a filler and a color coating, by spraying. If with separate aqueous dispersions usual, adapted multi-component application devices can be used. After curing or baking, a clear lacquer coating that meets all requirements is obtained with the lowest emissions of organic solvents.

Abstract

An aqueous coating agent contains (a) at least one binder, (b) water, (c) optional catalysts, auxiliary substances, degassing agents, levelling agents, U.V.-absorbers, radical catchers, non-ionic thickeners, biocides, water-retaining agents and/or anti-oxidants, (d) optional colouring and/or effect-producing pigments, (e) optional cross-linking agents. This coating agent is characterised in that it can be prepared by the following steps: (A) the binder is prepared in an organic solvent; (B) the thus obtained binder solution is dissolved or dispersed in critical or supercritical carbon dioxide in critical or supercritical carbon dioxide pressure and temperature conditions; (C) at least 80 % of the organic binder, relative to the total content of organic binders, is extracted from the thus obtained solution or dispersion and optionally recovered; (D) the thus obtained, solvent-impoverished solution or dispersion is added to water in subcritical carbon dioxide pressure and temperature conditions.

Description

Wäßriges Uberzugsmittel Aqueous coating agent
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein wäßriges Uberzugsmittel, mit (a) zumindest einem Bindemittel, (b) Wasser, (c) optional, Katalysatoren, Hilfsstoffen, Entgasungsmitteln, Verlaufsmitteln, UV-Absorbern, Radikalfangern, nicht ionischen Verdickern, Bioziden, Wasserruckhaltemitteln, organischen Losemitteln und/oder Antioxidantien, (d) optional, färb- und/oder effektgebenden Pigmenten, (e) optional, Vernetzungsmitteln, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Uberzugsmittels und eine Verwendung eines solchen Uberzugsmittels. - Ein erfindungsgemaßes Uberzugsmittel kann eine Grundierungszu- sammensetzung, eine Fullerzusammensetzung, e ne dekorative, i.e. färb- und/oder effektbildende Decklackzusammensetzung oder eine Klarlackzusammensetzung sein. Im Falle eines Füllers sind zusätzlich übliche Füllstoffe eingesetzt. Solche Uberzugsmittel werden in vielfaltigen Bereichen, insbesondere aber im Bereich der Kfz-Lackierung benotigt. Dabei bildet insbesondere die Klarlackbeschichtung eine Schutzschicht vor schädigenden Umwelteinflüssen für das Substrat bzw. die darunterliegenden Lackschichten. Ein Klarlack ist praktisch frei von Pigmenten und ein daraus gebildeter Überzug folglich im sichtbaren Bereich praktisch transparent. Durch Applikation eines Klarlacks über einer färb- und/oder effekt- bildenden Decklackbeschichtung wird eine besonders hohen optischen Ansprüchen genugende Lackierung erhalten. Das Substrat kann ein beliebiges Formteil sein. Im Falle der Kfz-Lackierung wird das Substrat in der Regel neben dem eigentlichen strukturellen Trager auch bereits Beschichtungen wie Grundierung, Füller, Farblackuberzug und/oder Effekt- lackuberzug umfassen. Dann ist die Klarlackbeschichtung die zuoberst angeordnete Schicht. Als Bindemittel wird in aller Allgemeinheit eine fumbildende Substanz bezeichnet. Ein Bindemittel kann aus verschiedenen Komponenten, beispielsweise einem oder mehreren Basisbindemitteln und ggf. einem oder mehreren Vernetzern für die Basisbindemittel, bestehen. Das Basisbindemittel kann auch selbstvernetzend ausgeführt sein und folglich die einzige Bindemittelkomponente bilden. Selbstverständlich ist es möglich, mit mehreren verschiedenen Basisbmdemitteln und/oder mehreren verschiedenen Vernetzungsmitteln zu arbeiten. Als Uberzugsmittel wird der applikationsfertige, insbesondere viskositatseingestellte, Lack bezeichnet. Erfindungsgemaße Uberzugsmittel lassen sich insbesondere als Pulverlack- Slurries ausbilden durch geeignete Wahl der Bindemittel und ggf. Vernetzungmittel und ggf. (Naß-) Vermahlung auf eine gewünschte Partikelgroße. In diesem Fall enthalten die Partikel in der Regel das Basisbindemittel, ggf. das Vernetzungsmittel und ggf. pulverlackubli- ehe Zusätze.The invention relates to an aqueous coating agent with (a) at least one binder, (b) water, (c) optionally, catalysts, auxiliaries, degassing agents, leveling agents, UV absorbers, radical scavengers, nonionic thickeners, biocides, water retention agents, organic solvents and / or antioxidants, (d) optional, color and / or effect pigments, (e) optional, crosslinking agents, a process for producing such a coating agent and use of such a coating agent. A coating composition according to the invention can be a primer composition, a fuller composition, a decorative, ie color and / or effect-forming topcoat composition or a clearcoat composition. In the case of a filler, customary fillers are also used. Such coating agents are required in a variety of areas, but in particular in the area of automotive painting. The clear lacquer coating in particular forms a protective layer against damaging environmental influences for the substrate or the underlying lacquer layers. A clear varnish is practically free of pigments and the resulting coating is practically transparent in the visible area. By applying a clear coat over a color and / or effect-forming top coat, a coating which meets particularly high optical requirements is obtained. The substrate can be any molded part. In the case of automotive painting, the substrate is usually already coated in addition to the actual structural support such as primer, filler, color coating and / or effect coating. Then the clear coat is the top layer. In general, a film-forming substance is referred to as a binder. A binder can consist of various components, for example one or more base binders and optionally one or more crosslinking agents for the base binders. The base binder can also be self-crosslinking and consequently form the only binder component. Of course, it is possible to work with several different basic agents and / or several different crosslinking agents. The ready-to-apply, in particular viscosity-adjusted, coating is referred to as the coating agent. Coating agents according to the invention can in particular be formed as powder coating slurries by suitable choice of the binders and, if appropriate, crosslinking agents and, if appropriate, (wet) grinding to a desired particle size. In this case, the particles generally contain the base binder, possibly the crosslinking agent and, if appropriate, powder coating additives.
Es sind verschiedene Technologien für die Herstellung von wäßrigen Uberzugsmitteln, welche bei der Verarbeitung umweltvertraglicher als (lacktechnisch bessere) Uberzugsmittel" auf Basis organischer Losemittel sind, bekannt. Einerseits kann ein Bindemittel in organischer Losung hergestellt und dann m eine wäßrige Phase überfuhrt werden. Andererseits kann direkt in wäßriger Phase die Polymerisation des Bindemittels durchgeführt werden. In jedem Fall ist es erforder- lieh, daß das Bindemittel und ggf. das Vernetzungsmittel dissoziierbare Gruppen, beispielsweise Carboxylgruppen tragt. Hierdurch können die Eigenschaften eines daraus hergestellten Überzuges, insbesondere die Witterungsbestan- digkeit, nachteilig beeinflußt werden. Aus diesen Gründen sind sogenannte Pulverlack-Slurπes entwickelt worden, wobei die besonderen, für Pulverlackformulierungen geeigneten Lackkomponenten zunächst m organischer Losung hergestellt, miteinander vermischt, dann vermählen und beim Vermählen oder nach dem Vermählen in einer wäßrigen Phase dispergiert werden. Aber auch hierbei sind besondere bmdemittelchemi- schen Randbedingungen zu beachten, wenn ein allen Anforde- rungen genügender Überzug herstellbar sein soll.Various technologies are known for the production of aqueous coating compositions, which are more environmentally compatible in processing than "coating technically superior" coating compositions based on organic solvents. On the one hand, a binder can be produced in organic solution and then converted into an aqueous phase The polymerization of the binder is carried out directly in the aqueous phase In any case, it is necessary that the binder and possibly the crosslinking agent carry dissociable groups, for example carboxyl groups produced coating, especially the weather resistance, are adversely affected. For these reasons, so-called powder coating slurries have been developed, the special coating components suitable for powder coating formulations first being prepared in an organic solution, mixed with one another, then ground and dispersed in an aqueous phase during or after the grinding. However, special chemical-chemical boundary conditions must also be observed here if a coating that meets all the requirements is to be able to be produced.
Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein wäßriges Uberzugsmittel anzugeben, das in seinen lacktechnischen Eigenschaften, m- besondere den Eigenschaften des daraus hergestellten Überzuges, den Uberzugsmitteln auf Basis organischer Losemittel entspricht .Compared to the prior art, the invention is based on the technical problem of specifying an aqueous coating composition which, in terms of its coating properties, in particular the properties of the coating produced therefrom, corresponds to the coating compositions based on organic solvents.
Zur Losung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, daß das Uberzugsmittel herstellbar ist, indem (A) das Bindemittel in einem organischen Losemittel hergestellt wird, (B) die in Stufe (A) erhaltene Bindemittellosung in kritischem oder überkritischem Kohlendioxid bei kritischen oder überkritischen Druck- und Temperaturbedingungen des Kohlendi- oxids gelost oder dispergiert wird, (C) zumindest 80% der organischen Losemittel, bezogen auf den Gesamtgehalt an organischen Losemitteln, aus der in Stufe (B) erhaltenen Losung oder Dispersion abgezogen und optional ruckgewonnen werden, (D) die m Stufe (C) erhaltene losemittelreduzierte Losung oder Dispersion bei unterkritischen Druck- und Tempe- raturoedingungen des Kohlendioxids in Wasser eingebracht wird. - Der kritische Punkt des Kohlendioxid ist durch die folgenden thermodynamischen Daten charakterisiert: kritischer Druck = 74 bar (üDr) , kritische Temperatur = 31 °C, Dichte = 468 kg/m3. Kohlendioxid ist kritisch, wenn in dem pV-Diagramm Zustände auf der durch den kritischen Punkt lau- fenden 31 °C Isotherme eingestellt sind, und überkritisch, wenn Zustände oberhalb dieser Isotherme eingestellt sind. Der Ausdruck lösemittelreduziert bezieht sich auf die Stufe (B) aus der Stufe (A) mitgeschleppten organischen Lösemittel.To solve this technical problem, the invention teaches that the coating agent can be prepared by (A) producing the binder in an organic solvent, (B) the binder solution obtained in step (A) in critical or supercritical carbon dioxide at critical or supercritical pressure. and temperature conditions of the carbon dioxide are dissolved or dispersed, (C) at least 80% of the organic solvents, based on the total content of organic solvents, are withdrawn from the solution or dispersion obtained in step (B) and optionally recovered, (D) die Solvent-reduced solution or dispersion obtained in stage (C) is introduced into water under subcritical pressure and temperature conditions of the carbon dioxide. - The critical point of carbon dioxide is through that characterized the following thermodynamic data: critical pressure = 74 bar (üDr), critical temperature = 31 ° C, density = 468 kg / m 3 . Carbon dioxide is critical if states are set in the pV diagram on the 31 ° C isotherm running through the critical point, and supercritical if states above these isotherms are set. The term solvent-reduced refers to stage (B) from organic solvents carried along from stage (A).
Hinsichtlich der einzusetzenden Bindemittel ist es bevorzugt, wenn in dem Verfahrensschritt (A) ein übliches Pulverklarlack-Bindemittel hergestellt wird. Die Komponente (c) und/oder (d) und/oder (e) kann entweder in der Stufe (A) und/oder (B) eingebracht werden und/oder in einer an die Stufe (D) anschließenden Stufe (E) zugegeben werden. Bevorzugt ist es, wenn die Komponente (e) und zumindest ein Teil, bezogen auf die jeweilige Komponente an sich oder auf die Gesamtmenge der jeweiligen Komponente, der Komponente (c) , mit Ausnahme der Verdicker, in der Stufe (B) eingebracht wird.With regard to the binders to be used, it is preferred if a customary powder clear coat binder is prepared in process step (A). Component (c) and / or (d) and / or (e) can either be introduced in step (A) and / or (B) and / or added in a step (E) following step (D) become. It is preferred if component (e) and at least part, based on the respective component per se or on the total amount of the respective component, component (c), with the exception of the thickeners, is introduced in stage (B).
Die Komponente (A) kann ein epoxidgruppenhaltiges Bindemittel sein. Beispielsweise kann die Komponente (A) erhältlich sein durch Copolymerisation eines ethylenisch ungesättigten Monomers mit zumindest einer Epoxidgruppe pro Molekül und zumindest eines von Epoxidgruppen freien, ethylenisch ungesättigten Monomers, wobei mindestens eines der Monomere ein Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure ist, und wobei ein epoxidgruppenfreies Monomer optional eine vinylaromatische Verbindung, vorzugsweise Styrol, sein kann. Als Vernetzungsmittel kann eine geradkettige, aliphatische Dicarbonsäure und/oder ein carboxyfunktioneller Polyester verwendet werden. Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Uberzugsmittel als Klarlack formuliert ist, i.e. frei von Pigmenten ist oder nur trans- parente Pigmente enthalt.Component (A) can be a binder containing epoxy groups. For example, component (A) can be obtainable by copolymerizing an ethylenically unsaturated monomer with at least one epoxy group per molecule and at least one ethylenically unsaturated monomer free of epoxide groups, at least one of the monomers being an ester of acrylic acid or methacrylic acid, and being an epoxy-free monomer can optionally be a vinyl aromatic compound, preferably styrene. A straight-chain, aliphatic dicarboxylic acid can be used as the crosslinking agent and / or a carboxy-functional polyester can be used. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the coating agent is formulated as a clear lacquer, ie it is free from pigments or only contains transparent pigments.
Bei der Herstellung des Uberzugsmittels kann die Stufe (B) mittels eines Strahldusenreaktors durchgeführt werden. Die Stufe (D) kann durch Emdusen der in Stufe (C) erhaltenen losemictelreduzierten Losung oder Dispersion in Wasser bei normalbedmgungen oder demgegenüber erhöhten, aber unterkritischen Druck und Temperaturbedingungen durchgeführt werden.In the production of the coating agent, stage (B) can be carried out by means of a jet nozzle reactor. Step (D) can be carried out by embedding the reduced-solution or dispersion in water obtained in step (C) under normal conditions or, on the other hand, elevated but subcritical pressure and temperature conditions.
Weiterhin lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Uberzugsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß (A) das Bindemittel in einem organischen Losemittel hergestellt wird, (B) die n Stufe (A) erhaltene Bmdemittellosung in kritischem oder überkritischem Kohlendioxid bei kritischen oder überkritischen Druck- und Temperaturbedingungen des Kohlendioxids gelost oder dispergiert wird, (C) zumindest 80% der organischen Losemittel, bezogen auf den Gesamtgehalt an organischen Losemitteln, aus der in Stufe (B) erhaltenen Losung oder Dispersion abgezogen und optional ruckgewonnen werden, (D) die in Stufe (C) erhaltene losemittelreduzierte Losung oder Dispersion bei unterkritischen Druck- und Temperaturbedingungen des Kohlendioxids in Wasser eingebracht wird, sowie eine Verwendung eines wäßrigen Uberzugsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines mit einem Lackuberzug versehenen Substrats, vorzugsweise einer lackierten Kfz-Karosserie oder eines Kfz-Karosseπeteils . Für das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Verwendung gelten alle zum Uberzugsmittel selbst angebrachten vorstehenden und anschließenden Ausführungen analog. Sofern im folgenden mehrere Angaben zu Komponenten in textlichen Zusammenhängen erläutert sind, so sind diese Angaben, und zwar jede für sich, mit anderen, nicht im betreffenden textlichen Zusammenhang getroffenen anderen Angaben kombinierbar, sofern technisch sinnvoll. Dies gilt insbesondere für mengenmäßige Parameter, die jeweils unabhängig von- einander vorgesehen werden können.The invention further teaches a process for the preparation of an aqueous coating composition according to one of Claims 1 to 8, which is characterized in that (A) the binder is prepared in an organic solvent, (B) the detergent solution obtained in step (A) is critical or supercritical carbon dioxide is dissolved or dispersed under critical or supercritical pressure and temperature conditions of the carbon dioxide, (C) at least 80% of the organic solvents, based on the total content of organic solvents, are withdrawn from the solution or dispersion obtained in step (B) and optionally be recovered, (D) the solvent-reduced solution or dispersion obtained in stage (C) is introduced into water at subcritical pressure and temperature conditions of the carbon dioxide, and a use of an aqueous coating composition according to one of Claims 1 to 8 for the production of a coating provided with a coating Substrate, preferably one painted car body or a car body part. All of the above and subsequent explanations attached to the coating agent itself apply analogously to the method according to the invention and the use according to the invention. If more information on components in textual contexts is explained below, this information, and each individually, can be combined with other information that is not made in the relevant textual context, provided that this makes technical sense. This applies in particular to quantitative parameters, which can be provided independently of each other.
Die Erfindung nutzt das kritische oder überkritische Kohlendioxid als intermediäres Lösemittel, welches einerseits die Entfernung der organischen Lösemittel erlaubt und anderer- seits daran anschließend eine "Umlösung" bzw. "Umdispersion" in Wasser ermöglicht. Man erhält im Ergebnis ein Überzugs- mittel, welches hinsichtlich der Bindemittelchemie jenen mit organischen Lösemitteln entspricht, jedoch lösemittelreduziert, vorzugsweise praktisch frei von organischen Lösemit- teln ist. Andererseits wird der mit einer Verarbeitung von Bindemitteln in kritischem oder überkritischem Kohlendioxid verbundene Aufwand vermieden, da letztendlich Wasser das Lösungs- bzw. Dispersionsmedium ist. Konventionelle und möglicherweise bereits vorhandene Applikationstechniken können daher eingesetzt werden.The invention uses the critical or supercritical carbon dioxide as an intermediate solvent which, on the one hand, permits the removal of the organic solvents and, on the other hand, subsequently enables a "redissolution" or "redispersion" in water. The result is a coating agent which, in terms of binder chemistry, corresponds to that with organic solvents, but is reduced in solvent, preferably practically free of organic solvents. On the other hand, the effort associated with processing binders in critical or supercritical carbon dioxide is avoided since water is ultimately the solvent or dispersion medium. Conventional and possibly already existing application techniques can therefore be used.
Es versteht sich, daß im Rahmen der verschiedenen Varianten der Erfindung mit Benetzungsmitteln gearbeitet werden kann, welche eine ausreichende Benetzung von Bindemittelpartikeln mit organischen Lösemitteln und/oder kritischem oder überkritischen Kohlendioxid und/oder Wasser gewährleisten. Weiterhin können in aller Allgemeinheit verschiedenste übliche Lackzusatzstoffe eingesetzt werden, die folgend in konkreten Zusammenhängen beispielhaft angegeben werden.It is understood that within the various variants of the invention it is possible to work with wetting agents which ensure adequate wetting of binder particles with organic solvents and / or critical or supercritical carbon dioxide and / or water. Furthermore, a wide variety of common can be used in general Paint additives are used, which are given below in concrete contexts as examples.
Im folgenden werden für alle Varianten der Erfindung geeig- nete Bindemittel, insbesondere Klarlackbindemittel, im ein¬ zelnen beispielhaft erläutert. Der Einfachheit halber werden die Bindemittel folgend alle als Klarlackbindemittel bezeichnet, obwohl die damit erhaltenen Uberzugsmittel grundsätzlich auch färb- und/oder effektgebende Pigmente enthal- ten können.In the following the invention SITUATE designated binder, in particular clear coat binder are exemplified in an individual ¬ for all variants. For the sake of simplicity, the binders are all referred to below as clear lacquer binders, although the coating agents obtained in this way can in principle also contain coloring and / or effect pigments.
Zum einen können Pulverlackformulierungen des folgenden grundsatzlichen Aufbaus als Klarlackbindemittel eingesetzt werden. Verwendbar ist ein Pulverlack enthaltend al) wenig- stens ein epoxidhaltiges Bindemittel mit einem Gehalt von 30 bis 45 %, vorzugsweise 30 bis 35 % an glycidylhaltigen Monomeren ggf. mit einem Gehalt an vinylaromatischen Verbindungen, vorzugsweise Styrol, a2) wenigstens ein Vernetzungsmittel, vorzugsweise geradkettige, aliphatische Dicarbonsäuren und/oder carboxyfunktionelle Polyester und a3) ggf. Katalysatoren, Hilfsstoffe, pulverlacktypische Additive, wie Entgasungsmittel, Verlaufsmittel, UV-Absorber, Radikalfänger, Antioxidantien.On the one hand, powder coating formulations of the following basic structure can be used as clear coating binders. A powder coating comprising al) at least one epoxy-containing binder with a content of 30 to 45%, preferably 30 to 35% of glycidyl-containing monomers, optionally with a content of vinyl aromatic compounds, preferably styrene, a2) at least one crosslinking agent, preferably straight-chain, can be used , aliphatic dicarboxylic acids and / or carboxy-functional polyesters and a3) optionally catalysts, auxiliaries, additives typical for powder coatings, such as degassing agents, leveling agents, UV absorbers, radical scavengers, antioxidants.
Als epoxifunktionelles Bindemittel für den Pulverlack sind beispielsweise epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharze geeignet, die durch Copolymerisation von mindestens einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das mindestens eine Epoxidgruppe im Molekül enthält, mit mindestens einem weiteren ethyle- nisch ungesättigten Monomer, das keine Epoxidgruppe im Molekül enthält, herstellbar sind, wobei mindestens eines der Monomere ein Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure ist. Derartige epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharze sind z.B. bekannt aus EP-A-299 420, DE-B-22 14 650, DE-B-27 49 576, US-A-4, 091, 048 und US-A-3, 781, 379) .Suitable epoxy functional binders for the powder coating are, for example, epoxy group-containing polyacrylate resins which can be prepared by copolymerizing at least one ethylenically unsaturated monomer which contains at least one epoxy group in the molecule with at least one further ethylenically unsaturated monomer which does not contain any epoxy group in the molecule. wherein at least one of the monomers is an ester of acrylic acid or methacrylic acid. Such epoxy group-containing polyacrylate resins are known, for example, from EP-A-299 420, DE-B-22 14 650, DE-B-27 49 576, US-A-4, 091, 048 and US-A-3, 781, 379) .
Als Beispiele für ethylenisch ungesättigte Monomere, die keine Epoxidgruppe im Molekül enthalten, werden Alkylester der Acryl- und Methacrylsäure, die 1 bis 20 Kohlenstoffatome im Alkylrest enthalten, insbesondere Methylacrylat, Methyl- methacrylat, Ethylacrylat , Ethylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Ethylhexyl- methacrylat genannt. Weitere Beispiele für ethylenisch ungesättigte Monomere, die keine Epoxidgruppen im Molekül enthalten sind, Säureamide, wie z.B. Acrylsäure- und Methacryl- säureamid, vinylaromatische Verbindungen, wie Styrol, Me- thylstyrol und Vinyltoluol, Nitrile, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, Vinyl- und Vinylidenhalogenide, wie Vinylchlorid und Vinylidenfluorid, Vinylester, wie z.B. Vinylacetat und hydroxylgruppenhaltige Monomere, wie z.B. Hydroxyethylacrylat und Hydroxyethylmethacrylat .Examples of ethylenically unsaturated monomers which contain no epoxy group in the molecule are alkyl esters of acrylic and methacrylic acid which contain 1 to 20 carbon atoms in the alkyl radical, in particular methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate and Called 2-ethylhexyl methacrylate. Further examples of ethylenically unsaturated monomers which contain no epoxide groups in the molecule, acid amides, such as e.g. Acrylic acid and methacrylic acid amide, vinyl aromatic compounds such as styrene, methyl styrene and vinyl toluene, nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, vinyl and vinylidene halides such as vinyl chloride and vinylidene fluoride, vinyl esters such as e.g. Vinyl acetate and hydroxyl group-containing monomers such as e.g. Hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.
Das epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharz weist üblicherweise ein Epoxidäquivalentgewicht von 400 bis 2500, vorzugsweise 420 bis 700, ein zahlenmittleres Molekulargewicht (gelper- meationschromatographisch unter Verwendung eines Polystyrol- Standards bestimmt) von 2.000 bis 20.000, vorzugsweise von 3.000 bis 10.000, und eine Glasübergangstemperatur (TG) von 30 bis 80, vorzugsweise von 40 bis 70, besonders bevorzugt von 40 bis 60°C auf (gemessen mit Hilfe der Differential Scanning Calorimetrie (DSC) ) . Ganz besonders bevorzugt wer- den 50 °C. Zum Einsatz können auch Gemische aus zwei oder mehr Acrylatharzen kommen. Das epoxidgruppenhaltige Polyacrylatharz kann nach allgemein gut bekannten Methoden durch Polymerisation hergestellt werden.The epoxy group-containing polyacrylate resin usually has an epoxy equivalent weight of 400 to 2500, preferably 420 to 700, a number average molecular weight (determined by gel permeation chromatography using a polystyrene standard) from 2,000 to 20,000, preferably from 3,000 to 10,000, and a glass transition temperature (T G ) from 30 to 80, preferably from 40 to 70, particularly preferably from 40 to 60 ° C (measured with the aid of differential scanning calorimetry (DSC)). 50 ° C. is very particularly preferred. Mixtures of two or more acrylic resins can also be used. The epoxy group-containing polyacrylate resin can be prepared by polymerization using generally well-known methods.
Als Vernetzer sind Carbonsauren, insbesondere gesattigte, geradkettige, aliphatische Dicarbonsauren mit 3 bis 20 C-A- to en im Molekül geeignet. Ganz besonders bevorzugt wird Decan-1, 12-dιcarbonsaure eingesetzt. Zur Modifizierung der Eigenschaften der fertigen Klarlack-Slurπes können ggf. noch andere Carboxylgruppen enthaltende Vernetzer eingesetzt werden. Als Beispiele hierfür seien gesattigte verzweigte oder ungesättigte geradkettige Di- und Polycarbonsauren sowie Polymere mit Carboxylgruppen genannt.Suitable crosslinkers are carboxylic acids, in particular saturated, straight-chain, aliphatic dicarboxylic acids with 3 to 20 C-a-toe in the molecule. Decane-1, 12-dicarboxylic acid is very particularly preferably used. To modify the properties of the finished clearcoat slurries, other crosslinking agents containing carboxyl groups may also be used. Examples include saturated, branched or unsaturated straight-chain di- and polycarboxylic acids and polymers with carboxyl groups.
Ferner sind auch Pulverlacke geeignet, die einen epoxifunk- tionellen Vernetzer und ein saurefunktionelles Bindemittel enthalten.Powder coatings which contain an epoxy-functional crosslinker and an acid-functional binder are also suitable.
Als saurefunktionelles Bindemittel sind beispielsweise saure Polyacrylatharze geeignet, die durch Copolymerisation von mindestens einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das mindestens eine Sauregruppe im Molekül enthalt, mit mindestens einem weiteren ethylenisch ungesättigten Monomer, das keine Sauregruppe im Molekül enthalt, herstellbar sind.Suitable acid-functional binders are, for example, acidic polyacrylate resins which can be prepared by copolymerizing at least one ethylenically unsaturated monomer which contains at least one acid group in the molecule with at least one further ethylenically unsaturated monomer which does not contain any acid group in the molecule.
Das epoxidgruppenhaltige Bindemittel bzw. der epoxidgruppenhaltige Vernetzer und das Carboxyl- bzw. das Bindemittel werden üblicherweise in einer solchen Menge eingesetzt, daß pro Äquivalent Epoxidgruppen 0,5 bis 1,5, vorzugsweise 0,75 bis 1,25 Äquivalente Carboxylgruppen vorliegen. Die Menge an vorliegenden Carboxylgruppen kann durch Titration mit einer alkoholischen KOH-Losung ermittelt werden. Das Bindemittel enthält vorzugsweise vinylaromatische Verbindungen, insbesondere Styrol. Um die Gefahr der Rißbildung zu begrenzen, liegt der Gehalt jedoch nicht über 35 Gew.-%. Bevorzugt werden 10 bis 25 Gew.-%.The epoxy group-containing binder or the epoxy group-containing crosslinking agent and the carboxyl or the binder are usually used in an amount such that 0.5 to 1.5, preferably 0.75 to 1.25, equivalents of carboxyl groups are present per equivalent of epoxy groups. The amount of carboxyl groups present can be determined by titration with an alcoholic KOH solution. The binder preferably contains vinyl aromatic compounds, especially styrene. However, in order to limit the risk of cracking, the content is not more than 35% by weight. 10 to 25% by weight are preferred.
Die erhaltenen Pulverlack-Slurries bzw. Pulverlackpartikel enthalten ggf. einen oder mehrere geeignete Katalysatoren für die Epoxidharz-Aushärtung. Geeignete Katalysatoren sind Phosphoniumsalze organischer oder anorganischer Säuren, quarternäre Ammoniumverbindungen Amine, Imidazol und Imida- zolderivate. Die Katalysatoren werden im allgemeinen in Anteilen von 0,001 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Epoxidharzes und des Vernetzungsmittels, eingesetzt.The powder coating slurries or powder coating particles obtained may contain one or more suitable catalysts for epoxy resin curing. Suitable catalysts are phosphonium salts of organic or inorganic acids, quaternary ammonium compounds, amines, imidazole and imidazole derivatives. The catalysts are generally used in proportions of 0.001% by weight to about 2% by weight, based on the total weight of the epoxy resin and the crosslinking agent.
Beispiele für geeignete Phosphonium-Katalysatoren sind Ethyltriphenylphosphoniumiodid, Ethyltriphenylphosphonium- chlorid, Ethyltriphenylphosphoniumthiocyanat , Ethyltri- phenylphosphonium-Acetat-Essigsäurekomplex, Tetrabutylphos- phoniumiodid, Tetrabutylphosphoniumbromid und Tetrabutyl- phosphonium-Acetat-Essigsäurekomplex. Diese sowie weitere geeignete Phosphonium Katalysatoren sind z.B. beschrieben in US-PS 3,477,990 und US-PS 3,341,580.Examples of suitable phosphonium catalysts are ethyltriphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium thiocyanate, ethyltriphenylphosphonium acetate-acetic acid complex, tetrabutylphosphonium iodide, tetrabutylphosphonium acid-phosphonium-bromonium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-phosphoronium-and-tetrabutyl-phosphonium-ammonium bromide. These and other suitable phosphonium catalysts are e.g. described in U.S. Patent 3,477,990 and U.S. Patent 3,341,580.
Geeignete Imidazol-Katalysatoren sind beispielsweise 2-Styrylimidazol, l-Benzyl-2-methylimidazol, 2-Methylimidazol und 2-Butylimidazol . Diese sowie weitere Imidazol-Katalysatoren sind z.B. beschrieben in dem belgi- sehen Patent Nr. 756,693. Außerdem können die Pulverlackformulierungen ggf. noch Hilfsmittel und Additive enthalten. Beispiele hierfür sind Verlaufsmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, Radikalfanger, Rieselhilfen und Entgasungsmittel, wie beispielsweise Benzo- in. Geeignet sind Verlaufsmittel auf der Basis von Polyacry- laten, Polysiloxanen bzw. Fluorverbindungen. Einsetzbare Antioxidantien sind Reduktionsmittel wie Hydrazide und Phosphorverbindungen sowie Radikalfanger z.B. 2,6 Di-tert.- Butylphenoldeπvate. Verwendbare UV-Absorber sind bevorzugt Triazme und Benztriphenol. Als Radikalfanger sind bevorzugt 2,2,6,6 Tetramethylpiperidinderviate einsetzbar.Suitable imidazole catalysts are, for example, 2-styrylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-methylimidazole and 2-butylimidazole. These and other imidazole catalysts are described, for example, in Belgian Patent No. 756,693. In addition, the powder coating formulations may also contain auxiliaries and additives. Examples of these are leveling agents, antioxidants, UV absorbers, radical scavengers, trickling aids and degassing agents, such as, for example, benzoin. Leveling agents based on polyacrylates, polysiloxanes or fluorine compounds are suitable. Antioxidants that can be used are reducing agents such as hydrazides and phosphorus compounds and free radical scavengers, for example 2,6 di-tert-butylphenol derivatives. UV absorbers that can be used are preferably triazme and benzotriphenol. 2,2,6,6 tetramethylpiperidine derivatives are preferably used as radical scavengers.
Es empfiehlt es sich, daß die wäßrige Phase der Stufe (D) eine wäßrige Dispersion ist enthaltend a) wenigstens einen nicht-ionischen Verdicker und b) ggf. Katalysatoren, Hilfs- stoffe, Entschaumungsmittel, Dispersionshilfsmittel, Netzmittel, vorzugsweise carboxyfunktionelle Dispergiermittel, Antioxydantien, UV-Absorber, Radikalfanger, geringe Mengen Losemittel, Verlaufsmittel, Biozide und/oder Wasserruckhaltemittel .It is recommended that the aqueous phase of stage (D) is an aqueous dispersion containing a) at least one nonionic thickener and b) optionally catalysts, auxiliaries, defoamers, dispersion auxiliaries, wetting agents, preferably carboxy-functional dispersants, antioxidants, UV absorbers, radical scavengers, small amounts of solvents, leveling agents, biocides and / or water retention agents.
Bei Einsatz eines nicht-ionischen Verdickers ist es bevorzugt, nicht-ionische Assoziativ-Verdicker einzusetzen. Strukturmerkmale solcher Assoziativ-Verdicker sind: aa) ein hydrophiles Gerüst, das eine ausreichende Wasserloslichkeit sicherstellt und ab) hydrophobe Gruppen, die zu einer assoziativen Wechselwirkung im wäßrigen Medium fähig sind. Als hydrophobe Gruppen werden beispielsweise langkettige Alkyl- reste, wie z.B. Dodecyl-, Hexadecyl- oder Octadecyl-Reste, oder Alkarylreste, wie z.B. Octylphenyl- oder Nonylphenyl- Reste eingesetzt. Als hydrophile Gerüste werden vorzugsweise Polyacrylate, Celluloseether oder besonders bevorzugt Polyurethane eingesetzt, die die hydrophoben Gruppen als Polymerbausteine enthalten. Ganz besonders bevorzugt sind als hydrophile Gerüste Polyurethane, die Polyetherketten als Bausteine enthalten, vorzugsweise aus Polyethylenoxid. Bei der Synthese solcher Polyetherpolyurethane dienen die Di- und oder Polyisocyanate, bevorzugt aliphatische Diisocyana- te, besonders bevorzugt ggf. alkylsubstituiertes 1, 6-Hexamethylendiisocyanat, zur Verknüpfung der Hydroxyl- gruppen-ter inierten Polyetherbausteine untereineinander und zur Verknüpfung der Polyetherbausteine mit den hydrophoben Endgruppenbausteinen, die beispielsweise monofunktionelle Alkohole und/oder Amine mit den schon genannten langkettigen Alkylresten oder Aralkylresten sein können.When using a non-ionic thickener, it is preferred to use non-ionic associative thickeners. Structural features of such associative thickeners are: aa) a hydrophilic structure which ensures sufficient water solubility and ab) hydrophobic groups which are capable of associative interaction in the aqueous medium. For example, long-chain alkyl residues, such as dodecyl, hexadecyl or octadecyl residues, or alkaryl residues, such as octylphenyl or nonylphenyl residues, are used as hydrophobic groups. Polyacrylates, cellulose ethers or are particularly preferred as hydrophilic frameworks Polyurethanes used that contain the hydrophobic groups as polymer building blocks. Polyurethanes which contain polyether chains as building blocks, preferably made of polyethylene oxide, are very particularly preferred as the hydrophilic frameworks. In the synthesis of such polyether polyurethanes, the di- and / or polyisocyanates, preferably aliphatic diisocyanates, particularly preferably optionally substituted 1, 6-hexamethylene diisocyanate, are used to link the hydroxyl-grouped polyether units with one another and to link the polyether units with the hydrophobic end group units which can be, for example, monofunctional alcohols and / or amines with the long-chain alkyl radicals or aralkyl radicals already mentioned.
Weiterhin kann die wäßrige Phase Katalysatoren, Verlaufsmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, Radikalfänger und Netzmittel enthalten. Im wesentlichen kommen hier die bereits für den Pulverklarlack aufgezählten Stoffe in Betracht. Ferner können der wäßrigen Phase Hilfsstoffe, Entschäumungsmittel, Dispersionshilfsmittel, Biozide, Lösungs- und Neutralisationsmittel zugesetzt sein. Als Entschäumungsmittel kommen bevorzugt modifizierte Polysiloxane in Betracht. Dispersionshilfs ittel sind z.B. bevorzugt Ammonium bzw. Metallsalze von Polycarboxylaten. Verwend- bare Neutralisa- tionsmittel sind Amine, Ammoniak und Metallhydroxide.Furthermore, the aqueous phase can contain catalysts, leveling agents, antioxidants, UV absorbers, radical scavengers and wetting agents. Essentially, the substances already listed for the powder clearcoat come into consideration here. In addition, auxiliaries, defoamers, dispersion aids, biocides, solvents and neutralizing agents can be added to the aqueous phase. Modified polysiloxanes are preferred as defoaming agents. Dispersion aids are e.g. preferably ammonium or metal salts of polycarboxylates. Neutralizers that can be used are amines, ammonia and metal hydroxides.
Es ist vorteilhaft, wenn das erhaltene Pulverklarlack- Slur- ry folgende Eigenschaften erhält. Der Pulverklarlack weist eine Glastemperatur von 20 bis 90°C, vorzugsweise 40 bis 70 °Cauf. Das Pulverklarlack-Slurry weist eine Viskosität von 10 bis 1000 mPas, vorzugsweise 50 bis 300 mPas bei einer Schergeschwindigkeit von 500 s"1 und einen Festkörpergehalt von 10 bis 50 %, vorzugsweise 20 bis 40 %, auf. Das aus der Umdispersion erhaltene Pulverklarlack-Slurry wird unter Einhaltung einer Temperatur von 0 bis 60°C, vorzugsweise 5 bis 35 °C ggf. vermählen, auf einen pH-Wert von 4,0 bis 7,0, vorzugsweise 5,5, bis 6,5 eingestellt und filtriert. Vorzugsweise betragt der spezifische Energieeintrag wahrend des Mahlprozesses von 20 bis 500 Wh/kg. Die erhaltene mittlere Korngroße liegt zwischen 1 und 25 μm, vorzugsweise unter 20 μm. Besonders bevorzugt bei 3 bis lOμm.It is advantageous if the powder clearcoat slurry obtained has the following properties. The powder clearcoat has a glass transition temperature of 20 to 90 ° C, preferably 40 to 70 ° C. The powder clearcoat slurry has a viscosity of 10 to 1000 mPas, preferably 50 to 300 mPas at a shear rate of 500 s "1 and a solids content from 10 to 50%, preferably 20 to 40%. The powder clearcoat slurry obtained from the redispersion is optionally ground, while maintaining a temperature of 0 to 60 ° C., preferably 5 to 35 ° C., to a pH of 4.0 to 7.0, preferably 5.5 to 6.5 adjusted and filtered. The specific energy input during the grinding process is preferably from 20 to 500 Wh / kg. The average grain size obtained is between 1 and 25 μm, preferably less than 20 μm. Particularly preferred at 3 to 10 μm.
Erfmdungswesentlich ist, daß das Pulverklarlack-Slurry nur geringe Mengen organischer Losemittel, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, hochstvorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, idealerweise weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf die in Stufe (B) eingesetzte Gesamtmenge an organischen Losemitteln, enthalt.It is essential to the invention that the powder clearcoat slurry contains only small amounts of organic solvents, preferably less than 10% by weight, most preferably less than 5% by weight, ideally less than 1% by weight, based on that used in stage (B) Total amount of organic solvents.
Der Dispersion können vor oder nach eventueller Naßvermahlung bzw. dem Eintragen in das Dispersionsmedium 0 bis 5 Gew.% eines Entschaumergemisches, eines Ammonium und/oder Alkalisalzes, eines carboxylfunktionellen oder nichtioni- schen Dispergierhilfsmittels, Netzmittels und/oder Verdik- kergemisches sowie der anderen Additive zugesetzt werden. Vorzugsweise werden erfmdungsgemaß Entschäumer, Dispergier hilfs-, Netz- und/oder Verdickungsmittel zunächst im Disper- sionsmedium dispergiert. Dann werden kleine Portionen des Pulverklarlackes eingeführt. Anschließend werden noch einmal Entschäumer, Dispergierhilfs-, Verdickungs- und Netzmittel zugegeben. Abschließend werden nochmals in kleinen Portionen Pulverklarlacke eingeführt. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt vorzugsweise mit Ammoniak oder Aminen. Der pH-Wert kann hierbei zunächst ansteigen, daß eine stark basische Dispersion entsteht. Der pH- Wert fällt jedoch innerhalb mehrerer Stunden oder Tage wie- der auf die oben angeführten Werte.0 to 5% by weight of a defoamer mixture, an ammonium and / or alkali salt, a carboxyl-functional or nonionic dispersing aid, wetting agent and / or thickener mixture and the other additives can be added to the dispersion before or after any wet grinding or the introduction into the dispersion medium be added. According to the invention, defoamers, dispersants, wetting agents and / or thickeners are preferably first dispersed in the dispersion medium. Then small portions of the powder clear coat are introduced. Then defoamers, dispersing aids, thickeners and wetting agents are added again. Finally, clear powder coatings are introduced again in small portions. The pH is preferably adjusted with ammonia or amines. The pH value can initially rise here, resulting in a strongly basic dispersion. However, the pH falls back to the above values within several hours or days.
Besonders geeignet sind die beschriebenen Pulverklarlackdispersionen in Wasser als Dispersionsmedium für Wasserbasislacke auf Basis eines Polyesters, Polyurethanharzes und ei- nes Aminoplastharzes.The powder clearcoat dispersions described in water are particularly suitable as a dispersion medium for waterborne basecoats based on a polyester, polyurethane resin and an aminoplast resin.
Die auf eine Basislackschicht aufgebrachten Pulverklarlack- Slurries werden regelmäßig vor dem Einbrennen abgelüftet. Dies geschieht zweckmäßigerweise zunächst bei Raumtemperatur und anschließend bei leicht erhöhter Temperatur. In der Regel beträgt die erhöhte Temperatur 40 bis 70°C, vorzugsweise 50 bis 65°C. Das Ablüften wird für 2 bis 10 Minuten, vorzugsweise 4 bis 8 Minuten bei Raumtemperatur durchgeführt. Bei erhöhter Temperatur wird nochmals während derselben Zeitspanne abgelüftet. Das Einbrennen kann bereits bei Temperaturen von unter 130 °C durchgeführt werden. Durchführbar ist das Einbrennen aber auch bei 130 bis 180°C, vorzugsweise 135 bis 155°C. Es können Schichtdicken von 30 bis 50, vorzugsweise 35 bis 45 μm erreicht werden.The powder clearcoat slurries applied to a basecoat are regularly flashed off before baking. This is expediently done first at room temperature and then at a slightly elevated temperature. As a rule, the elevated temperature is 40 to 70 ° C., preferably 50 to 65 ° C. The flash off is carried out for 2 to 10 minutes, preferably 4 to 8 minutes at room temperature. At an elevated temperature, the mixture is vented again during the same time period. The baking can be carried out at temperatures below 130 ° C. The stoving can also be carried out at 130 to 180 ° C., preferably 135 to 155 ° C. Layer thicknesses of 30 to 50, preferably 35 to 45 μm can be achieved.
Zum anderen können praktisch alle Klarlacke, die in Lösung bzw. Dispersion in einem organischen Lösemittel verfügbar sind, als Klarlacke eingesetzt werden. In Frage kommen die üblichen Einkomponenten- oder Mehrkomponentenklarlacke . Be- züglich geeigneter Einkomponentenklarlacke wird beispielhaft auf die Literaturstelle DE 195 29 124 Cl verwiesen. Allgemein sind aber auch Klarlacke aus hydroxyfunktionellen Polyacrylaten und blockierten und/ oder nicht blockierten Polyisocyanaten, beispielsweise freien Isocyanattrimeren des Hexamethylendiisocyanats, oder übliche Klarlacke, die amino- plastharzvernetzt, beispielsweise melaminharzvernetzt wer- den, brauchbar.On the other hand, practically all clearcoats which are available in solution or dispersion in an organic solvent can be used as clearcoats. The usual one-component or multi-component clearcoats come into question. With regard to suitable one-component clearcoats, reference is made, for example, to the literature reference DE 195 29 124 Cl. In general, however, there are also clear coats made from hydroxy-functional ones Polyacrylates and blocked and / or unblocked polyisocyanates, for example free isocyanate trimers of hexamethylene diisocyanate, or customary clear lacquers which are crosslinked by aminoplast resin, for example crosslinked by melamine resin, can be used.
Im einzelnen sind Klarlacke des folgenden grundsätzlichen Aufbaus bevorzugt. Insofern bevorzugte Klarlacke sind ein Komponentensystem, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine erste Komponente (I) aus dem hydroxyfunktionellen Bindemittel oder der Mischung aus hydroxyfunktionellen Bindemitteln (1) gebildet ist, daß eine zweite Komponente (II) aus den freien (Poly-) Isocyanaten oder der Mischung aus freien (Poly-) Isocyanaten (3) gebildet ist, und daß eine dritte Komponente (III) aus dem Tris (alkoxycarbonylami- no)triazin oder der Mischung aus Tris (alkoxycarbonylami- no)triazinen (2) gebildet ist. Liegen alle Komponenten I bis III zunächst getrennt vor, so handelt es sich um ein 3-Komponentensystem. Die Komponente III kann aber auch von vorneherein der Komponente I und/oder der Komponente II beigemischt sein. Dann handelt es sich um ein 2-Kompo- nenten- system. Sind dagegen alle Komponenten I bis III von vorneherein vermengt, so handelt es sich um ein 1-Komponenten- system. Im Falle eines Mehrkomponentensystems können die Komponenten entweder unmittelbar vor der Lösung bzw. Dispersion in kritischem oder überkritischem Kohlendioxid vermischt werden oder es können die Komponenten zunächst getrennt in kritischen oder überkritischem Kohlendioxid gelöst bzw. dispergiert sein. In letztem Falle erfolgt eine Mi- schung der Komponenten bzw. die Durchführung der Stufe (D) ff. erst kurz vor der Applikation. Im Falle eines 1-Komponentensystems können die Komponenten in einer der Stufen (A) bis (D) zusammengeführt werden.In particular, clear coats of the following basic structure are preferred. In this respect, preferred clear coats are a component system which is characterized in that a first component (I) is formed from the hydroxy-functional binder or the mixture of hydroxy-functional binders (1), and that a second component (II) is formed from the free (poly) isocyanates or the mixture of free (poly) isocyanates (3) is formed, and that a third component (III) is formed from the tris (alkoxycarbonylamino) triazine or the mixture of tris (alkoxycarbonylamino) triazines (2). If all components I to III are initially separate, then it is a 3-component system. However, component III can also be added to component I and / or component II from the outset. Then it is a two-component system. If, on the other hand, all components I to III are mixed from the outset, it is a one-component system. In the case of a multi-component system, the components can either be immediately before the solution or Dispersion can be mixed in critical or supercritical carbon dioxide or the components can first be dissolved or dispersed separately in critical or supercritical carbon dioxide. In the latter case, the components are mixed or stage (D) ff. Is carried out shortly before application. in case of a 1-component system, the components can be brought together in one of the stages (A) to (D).
Für das hydroxyfunktionelle Bindemittel oder für die Mischung aus hydroxyfunktionellen Bindemitteln kommen vorzugsweise solche aus der Gruppe "Bindemittel auf Basis von hydroxyfunktionellen Polyacrylaten, hydroxyfunktionellen Polyestern und/oder hydroxyfunktionellen Polyurethanen" und/oder Mischungen aus Elementen dieser Gruppe und/oder Mischungen verschiedener Bindemittel eines Elements dieser Gruppe in Betracht.For the hydroxy-functional binder or for the mixture of hydroxy-functional binders, preference is given to those from the group "binders based on hydroxy-functional polyacrylates, hydroxy-functional polyesters and / or hydroxy-functional polyurethanes" and / or mixtures of elements from this group and / or mixtures of different binders of one element thereof Group considered.
Vorzugsweise werden Polyacrylatharze eingesetzt, die Hydroxylzahlen von 40 bis 240, vorzugsweise 60 bis 210, ganz besonders bevorzugt 100 bis 200, Säurezahlen von 0 bis 35, bevorzugt 0 bis 23, ganz besonders bevorzugt 3,9 bis 15,5, Glasübergangstemperaturen von -35 bis +70 °C, bevorzugt -20 bis +40 °C, ganz besonders bevorzugt -10 bis +15 °C und zahlenmittlere Molekulargewichte von 1500 bis 30000, bevorzugt 2000 bis 15000, ganz besonders bevorzugt 2500 bis 5000 aufweisen.Polyacrylate resins are preferably used, the hydroxyl numbers from 40 to 240, preferably 60 to 210, very particularly preferably 100 to 200, acid numbers from 0 to 35, preferably 0 to 23, very particularly preferably 3.9 to 15.5, glass transition temperatures of -35 to +70 ° C, preferably -20 to +40 ° C, very particularly preferably -10 to +15 ° C and number average molecular weights of 1500 to 30,000, preferably 2000 to 15000, very particularly preferably 2500 to 5000.
Die Glasübergangstemperatur der Polyacrylatharze wird durch Art und Menge der eingesetzten Monomere bestimmt. Die Auswahl der Monomeren kann vom Fachmann auf übliche Weise näherungsweise berechnet werden können, vorgenommen werden. Maßnahmen zur Steuerung des Molekulargewichtes (z.B. Auswahl entsprechender Polymerisationsinitiatoren, Einsatz von Kettenübertragungsmitteln usw.) gehören zum Fachwissen des Durchschnittsfachmanns und müssen hier nicht näher erläutert werden. Als hydroxyfunktionelle Bindemittelkomponente werden beispielsweise Polyesterharze bzw. Alkydharze eingesetzt, die herstellbar sind, indem (al) eine cycloaliphatische oder aliphatische Polycarbonsaure oder eine Mischung aus solchen Polycarbonsauren (bl)ein aliphatisches oder cycloali- phatisches Polyol mit mehr als zwei Hydroxylgruppen im Molekül oder eine Mischung aus solchen Polyolen (cl) ein aliphatisches oder cycloaliphatisches Diol oder eine Mischung aus solchen Diolen und (dl) eine aliphatische lineare oder verzweigte gesattigte Monocarbonsaure oder eine Mischung aus solchen Monocarbonsauren in einem molaren Verhältnis von (al) : (bl) : (cl) : (dl) = 1,0 : 0,2 - 1,3 : 0,0 - 1,1 : 0,0 - 1,4, vorzugsweise 1,0 : 0,5 - 1,2 : 0,0 - 0,6 : 0,2 - 0,9 zu einem Polyesterharz bzw. Alkydharz umgesetzt werden. Als Beispiele für den Bestandteil (al) werden genannt: Hexahydrophthalsaure, 1, 4-Cyclohexandi- carbonsaure, Endomethylentetrahydrophthalsaure, Oxalsäure, Malonsaure, Bernsteinsaure, Glutarsäure, Adipinsaure, Pimelmsaure, Korksäure, Azelainsaure und Sebacinsäure. Als Beispiele für den Bestandteil (bl) werden genannt:The glass transition temperature of the polyacrylate resins is determined by the type and amount of the monomers used. The selection of the monomers can be approximated by a person skilled in the art in the usual way. Measures to control the molecular weight (eg selection of appropriate polymerization initiators, use of chain transfer agents, etc.) are part of the specialist knowledge of the person skilled in the art and need not be explained in more detail here. The hydroxy-functional binder component used is, for example, polyester resins or alkyd resins which can be prepared by (al) a cycloaliphatic or aliphatic polycarboxylic acid or a mixture of such polycarboxylic acids (b1) an aliphatic or cycloaliphatic polyol with more than two hydroxyl groups in the molecule or a mixture from such polyols (cl) an aliphatic or cycloaliphatic diol or a mixture of such diols and (dl) an aliphatic linear or branched saturated monocarboxylic acid or a mixture of such monocarboxylic acids in a molar ratio of (al): (bl): (cl) : (dl) = 1.0: 0.2 - 1.3: 0.0 - 1.1: 0.0 - 1.4, preferably 1.0: 0.5 - 1.2: 0.0 - 0.6: 0.2-0.9 to be converted into a polyester resin or alkyd resin. Examples of component (al) are: hexahydrophthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, endomethylene tetrahydrophthalic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid. Examples of component (bl) are:
Pentaerythrit , Trimethylolpropan, Trimethylolethan und Glyceπn. Als Beispiele für den Bestandteil (cl) werden genannt: Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, 2-Methyl-2-propylpropandiol-l, 3, 2-Ethyl -2-butylpropandiol-l, 3, 2, 2, 4-Tπmethyl- pentandiol-1, 5, 2,2, 5-Trimethylhexandiol-l, 6, Hydroxypivalinsäureneo- pentylglykolester und Dimethylolcyclohexan. Als Beispiele für den Bestandteil (dl) werden genannt: 2-Ethylhexan- saure, Laurinsaure, Isooctansaure, Isononansaure und Monocarbonsauremischungen, die aus Kokosfett oder Palmkernfett gewonnen werden. Die Herstellung von Hydroxylgruppen tragenden Polyester- und/oder Alkydharzen ist z.B. in Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, dritte Auflage, 14. Band, Urban & Schwarzenberg, München, Berlin 1963, Seiten 80 bis 89 und Seiten 99 bis 105, in den Büchern: ResinesPentaerythritol, trimethylolpropane, trimethylolethane and Glyceπn. Examples of constituent (cl) are: ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, 2-methyl-2-propylpropanediol-1, 3, 2-ethyl-2-butylpropanediol-1, 3, 2, 2, 4-tπmethyl - Pentanediol-1, 5, 2.2, 5-trimethylhexanediol-1, 6, hydroxypivalic acid neopentylglycol ester and dimethylolcyclohexane. Examples of component (dl) are: 2-ethylhexanoic acid, lauric acid, isooctanoic acid, isononanoic acid and monocarboxylic acid mixtures which are obtained from coconut oil or palm kernel oil. The production of hydroxyl group-bearing polyester and / or alkyd resins is described, for example, in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, third edition, 14th volume, Urban & Schwarzenberg, Munich, Berlin 1963, pages 80 to 89 and pages 99 to 105, in the books: Resines
Alkydes-Polyesters von J. Bourry, Paris Verlag Dunod 1952, Alkyd Resins von C.R. Martens, Reinhold Publishing Corporation, New York 1961 und Alkyd Resin Technology von T.C. Patton, Interscience Publishers 1962 beschrieben.Alkydes-Polyesters by J. Bourry, Paris Verlag Dunod 1952, Alkyd Resins by C.R. Martens, Reinhold Publishing Corporation, New York 1961 and Alkyd Resin Technology by T.C. Patton, Interscience Publishers 1962.
Als hydroxyfunktionelle Bindemittelkomponente werden beispielsweise Polyacrylatharze eingesetzt, die herstellbar sind, indem (a2) 10 bis 92, vorzugsweise 20 bis 60 Gew. -% eines Alkyl- oder Cycloalkylacrylates oder eines Alkyl- oder Cycloalkylmethacrylates mit 1 bis 18, vorzugsweise 4 bis 13 Kohlenstoffatomen im Alkyl- bzw. Cycloalkylrest oder Mischungen aus solchen Monomeren, (b2) 8 bis 60, vorzugsweise 12,5 bis 38,5 Gew.-% eines Hydroxyalkylacrylates oder eines Hydroxylalkylmeth- acrylates mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Hydroxyalkyl- rest oder Mischungen aus solchen Monomeren, (c2) 0,0 bis 5,0, vorzugsweise 0,7 bis 3,0 Gew.-% Acrylsäure oder Methacrylsäure oder Mischungen aus diesen Monomeren und (d2) 0 bis 50, vorzugsweise 0 bis 30 Gew.-% von (a2), (b2) und (c2) verschiedene, mit (a2), (b2) und (c2) copoly- merisierbare ethylenisch ungesättigte Monomere oder Mischungen aus solchen Monomeren zu Polyacrylatharzen mit Hydroxylzahlen von 40 bis 240, vorzugsweise 60 bis 150, Säurezahlen von 0 bis 35, vorzugsweise von 5 bis 20, Glasübergangstemperaturen von -35 bis +70 Grad C, bevorzugt von -20 bis +40 Grad C und zahlenmittleren Molekulargewichten von 1500 bis 30000, vorzugsweise von 2000 bis 15000, (gelpermeationschromatographisch mit Polystyrolstandard bestimmt) polymerisiert werden. Als Beispiele für (a2 ) -Komponenten werden genannt: Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, tert . -Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl- und 2-Ethyl-hexylacrylat bzw. -methacrylat sowie Cyclohexylacrylat und Cyclohexylmethacrylat . Als Beispiele für (b2) -Komponenten werden genannt: Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- und Hydroxybutylacrylat bzw. -methacrylat. Als Beispiele für (d2) -Komponenten werden genannt: Vinylaromaten, wie beispielsweise Styrol, Vinyltoluol, alpha-Methylstyrol, alpha-Ethylstyrol, kernsubstituierte Diethylstyrole, Isopropylstyrol, Butylstyrole und Methoxystyrole; Vinylether, wie beispielsweise Ethylvinylether, n-Propylvinylether, Isopropylvinylether, n-Butylvinylether undThe hydroxy-functional binder component used is, for example, polyacrylate resins which can be prepared by (a2) 10 to 92, preferably 20 to 60% by weight of an alkyl or cycloalkyl acrylate or an alkyl or cycloalkyl methacrylate having 1 to 18, preferably 4 to 13 carbon atoms in the Alkyl or cycloalkyl radical or mixtures of such monomers, (b2) 8 to 60, preferably 12.5 to 38.5% by weight of a hydroxyalkyl acrylate or a hydroxylalkyl methacrylate having 2 to 4 carbon atoms in the hydroxyalkyl radical or mixtures of such Monomers, (c2) 0.0 to 5.0, preferably 0.7 to 3.0% by weight of acrylic acid or methacrylic acid or mixtures of these monomers and (d2) 0 to 50, preferably 0 to 30% by weight of (a2), (b2) and (c2) various ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with (a2), (b2) and (c2) or mixtures of such monomers to give polyacrylate resins having hydroxyl numbers of 40 to 240, preferably 60 to 150, Acidity select from 0 to 35, preferably from 5 to 20, glass transition temperatures from -35 to +70 degrees C, preferably from -20 to +40 degrees C and number average molecular weights from 1500 to 30,000, preferably from 2000 up to 15000, (determined by gel permeation chromatography using a polystyrene standard). Examples of (a2) components are: methyl, ethyl, propyl, n-butyl, isobutyl, tert. -Butyl-, pentyl-, hexyl-, heptyl- and 2-ethyl-hexyl acrylate or methacrylate as well as cyclohexyl acrylate and cyclohexyl methacrylate. Examples of (b2) components are: hydroxyethyl, hydroxypropyl and hydroxybutyl acrylate or methacrylate. Examples of (d2) components are: vinylaromatics, such as, for example, styrene, vinyltoluene, alpha-methylstyrene, alpha-ethylstyrene, nucleus-substituted diethylstyrenes, isopropylstyrene, butylstyrenes and methoxystyrenes; Vinyl ethers such as, for example, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether and
Isobutylvinylether und Vinylester, wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylpivalat und der Vinylester der 2-Methyl-2-ethylheptansäure. Die Hydroxylzahl und die Säurezahl der Polyacrylatharze kann der Fachmann problemlos durch die Menge an eingesetzter Komponente (b2) bzw. (c2) steuern.Isobutyl vinyl ether and vinyl esters, such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate and the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid. The person skilled in the art can easily control the hydroxyl number and the acid number of the polyacrylate resins by the amount of component (b2) or (c2) used.
Als hydroxyfunktionelle Bindemittelkomponente werden beispielsweise auch Polyacrylatharze eingesetzt, die erhältlich sind, indem (AI) 10 bis 51 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 41 Gew,-%, 4-Hydroxy-n-butylacrylat oder 4-Hydroxy-n-butylmethacrylat oder eine Mischung aus 4-Hydroxy-n-butylacrylat und 4-Hydroxy-n-butylmethacrylat , vorzugsweise 4-Hydroxy-n-butylacrylat , (A2) 0 bis 36 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, eines von (AI) verschiedenen hydroxylgruppenhaltigen Esters der Acrylsäure oder eines hydroxylgruppenhaltigen Esters der Methacrylsäure oder eines Gemisches aus solchen Monomeren, (A3) 28 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-% eines von (AI) und (A2) verschiedenen aliphatischen oder cycloaliphatischen Esters der Methacrylsäure mit mindestens 4 C-Atomen im Alkoholrest oder eines Gemisches aus solchen Monomeren, (A4) 0 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure oder einer Mischung aus ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und (A5) 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% eines von (AI), (A2) , (A3) und (A4) verschiedenen ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren zu einem Polyacrylatharz mit einer Hydroxylzahl von 60 bis 200, vorzugsweise von 100 bis 160, einer Säurezahl von 0 bis 35, vorzugsweise von 0 bis 25, und einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1500 bis 10000, vorzugsweise 2500 bis 5000, polymerisiert werden, wobei die Summe der Gewichtsteile der Komponenten (AI) bis (A5) stets 100% ergibt und die Zusammensetzung der Komponente (A3) so gewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Komponente (A3) ein Polymethacrylatharz mit einer einer Glasübergangs- temperatur von +10 bis +100 Grad C, vorzugsweise von +20 bis +60 Grad C, erhalten wird. Als Beispiele für die Komponente (A2) werden genannt: Hydroxyalkylester der Acrylsäure, wie z.B. Hydroxyethylacrylat und Hydroxypropylacrylat und Hydroxyalkylester der Methacrylsäure, wie z.B. Hydroxyethylmethacrylat und Hydroxypropylmethacrylat, wobei die Wahl so zu treffen ist, daß bei alleiniger Polymerisation der Komponente (A2) ein Polyacrylatharz mit einer Glasübergangstemperatur von 0 bis +80 Grad C, vorzugsweise von +20 bis +60 Grad C erhalten wird. Als Beispiele für die Komponente (A3) werden genannt: aliphatische Ester der Methacrysäure mit 4 bis 20 C-Atomen im Alkoholrest, wie z.B. n-Butyl-, iso-Butyl-, tert . -Butyl-, 2-Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylmethacrylat , und cycloaliphatische Ester der Methacrylsäure wie, z.B. Cyclohexylmethacrylat. Als Komponente (A4) werden vorzugsweise Acrylsäure und/oder Methacrylsäure eingesetzt. Als Beispiele für die Komponente (A5) werden genannt: vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Styrol, α-Alkylstyrol und Vinyltuluol, Amide der Acrylsäure und Methacrylsäure, z.B. Methacrylamid und Acrylamid, Nitrile der Acrylsäure und Methacrylsäure, Vinylether und Vinylester. Als Komponente (A5) werden vorzugsweise vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Styrol, eingesetzt. Die Zusammensetzung der Komponente (A5) ist vorzugsweise so zu treffen ist, daß bei alleinigerPolyhydroxy resins which can be obtained by (AI) 10 to 51% by weight, preferably 25 to 41% by weight, 4-hydroxy-n-butyl acrylate or 4-hydroxy-n-butyl methacrylate or a mixture of 4-hydroxy-n-butyl acrylate and 4-hydroxy-n-butyl methacrylate, preferably 4-hydroxy-n-butyl acrylate, (A2) 0 to 36% by weight, preferably 0.1 to 20% by weight, one of (AI) different hydroxyl-containing esters of acrylic acid or one hydroxyl-containing ester of methacrylic acid or one Mixture of such monomers, (A3) 28 to 85% by weight, preferably 40 to 70% by weight, of an aliphatic or cycloaliphatic ester of methacrylic acid which is different from (AI) and (A2) and has at least 4 carbon atoms in the alcohol radical or one Mixture of such monomers, (A4) 0 to 3% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight, of an ethylenically unsaturated carboxylic acid or a mixture of ethylenically unsaturated carboxylic acids and (A5) 0 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight of an unsaturated monomer different from (AI), (A2), (A3) and (A4) or a mixture of such monomers to form a polyacrylate resin having a hydroxyl number of 60 to 200, preferably 100 to 160 , an acid number from 0 to 35, preferably from 0 to 25, and a number average molecular weight from 1500 to 10,000, preferably 2500 to 5000, are polymerized, the sum of the parts by weight of components (AI) to (A5) always giving 100% and the composition of the component (A3 ) is selected so that when component (A3) is polymerized alone, a polymethacrylate resin with a glass transition temperature of +10 to +100 degrees C, preferably of +20 to +60 degrees C, is obtained. Examples of component (A2) are: hydroxyalkyl esters of acrylic acid, such as, for example, hydroxyethyl acrylate and hydroxypropyl acrylate, and hydroxyalkyl esters of methacrylic acid, such as, for example, hydroxyethyl methacrylate and hydroxypropyl methacrylate, the choice to be made such that when component (A2) is polymerized alone, a polyacrylate resin with a glass transition temperature of 0 to +80 degrees C, preferably from +20 to +60 degrees C. Examples of component (A3) are: aliphatic esters of methacrylic acid with 4 to 20 carbon atoms in the alcohol residue, such as n-butyl, iso-butyl, tert. -Butyl, 2-ethylhexyl, stearyl and lauryl methacrylate, and cycloaliphatic esters of methacrylic acid such as, for example, cyclohexyl methacrylate. Acrylic acid and / or methacrylic acid are preferably used as component (A4). The following are examples of component (A5): vinylaromatic hydrocarbons, for example styrene, α-alkylstyrene and vinyltuluol, amides of acrylic acid and methacrylic acid, for example methacrylamide and acrylamide, nitriles of acrylic acid and methacrylic acid, vinyl ethers and vinyl esters. Vinylaromatic hydrocarbons, in particular styrene, are preferably used as component (A5). The composition of component (A5) should preferably be such that when alone
Polymerisation der Komponente (A5) ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von +70 bis +120 Grad C, vorzugsweise von +80 bis +100 Grad C erhalten wird. Die Herstellung dieser Polyacrylatharze kann nach allgemein gut bekannten Polymerisationsverfahren (siehe z.B. Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band 14/1, Seite 24 bis 255 (1961) ) erfolgen. Sie werden vorzugsweise mit Hilfe der Lösungsmittelpolymerisation hergestellt. Hierbei wird üblicherweise ein organisches Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch vorgelegt und zum Sieden erhitzt. In dieses organische Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch werden dann das zu polymerisierende Monomerengemisch sowie ein oder mehrere Polymerisationsinitiatoren kontinuierlich zugegeben. Die Polymerisation erfolgt bei Temperaturen zwischen 100 und 160 Grad C, vorzugsweise zwischen 130 und 150 Grad C. Als Polymerisationsinitiatoren werden vorzugsweise freie Radikale bildende Initiatoren eingesetzt. Initiatorenart und -menge werden üblicherweise so gewählt, daß bei der Polymerisationstemperatur während der Zulaufphase ein möglichst konstantes Radikalangebot vorliegt. Als Beispiele für einsetzbare Initiatoren werden genannt: Dialkylperoxide, z.B. Di-tert . -Butylperoxid und Dicumylperoxid, Hydroperoxide, z.B. Cumolhydroperoxid und tert . -Butylhydroperoxid, Perester, z.B. tert . -Butylper- benzoat, tert . -Butylperpivalat, tert . -Butylper-3, 5, 5-tri- methylhexanoat und tert . -Butylper-2-ethylhexanoat . Die Polymerisationsbedingungen (Reaktionstemperatur, Zulaufzeit der Monomerenmischung, Menge und Art der organischen Lösungsmittel und Polymerisationsinitiatoren, evt. Mitverwendung von Molekulargewichtsreglern, z.B. Mercaptane, Thioglykolsäureester und Chlorwasserstoffe) werden so ausgewählt, daß die Polyacrylatharze ein zahlenmittleres Molekulargewicht wie angegeben (bestimmt durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrol als Eichsubstanz) aufweisen. Die Säurezahl kann vom Fachmann durch Einsatz entsprechender Mengen der Komponente (A4) eingestellt werden. Analoges gilt für die Einstellung der Hydroxylzahl. Sie ist über die Menge an eingesetzter Komponente (AI) und (A2) steuerbar.Polymerization of component (A5) a polymer with a glass transition temperature of +70 to +120 degrees C, preferably from +80 to +100 degrees C is obtained. These polyacrylate resins can be prepared by generally known polymerization processes (see, for example, Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, 4th Edition, Volume 14/1, pages 24 to 255 (1961)). They are preferably produced using solvent polymerization. An organic solvent or solvent mixture is usually initially introduced and heated to boiling. The monomer mixture to be polymerized and one or more polymerization initiators are then continuously added to this organic solvent or solvent mixture. The polymerization is carried out at temperatures between 100 and 160 degrees C, preferably between 130 and 150 degrees C. As initiators, free radical initiators are preferably used. The type and amount of initiators are usually chosen so that the supply of radicals is as constant as possible at the polymerization temperature during the feed phase. Examples of initiators which can be used are: dialkyl peroxides, for example di-tert. -Butyl peroxide and dicumyl peroxide, hydroperoxides, for example cumene hydroperoxide and tert. -Butyl hydroperoxide, perester, eg tert. Butyl perbenzoate, tert. Butyl perpivalate, tert. -Butylper-3, 5, 5-trimethylhexanoate and tert. -Butylper-2-ethylhexanoate. The polymerization conditions (reaction temperature, feed time of the monomer mixture, amount and type of organic solvents and polymerization initiators, possibly also the use of molecular weight regulators, for example mercaptans, thioglycolic acid esters and hydrogen chloride) are selected so that the polyacrylate resins have a number average molecular weight as indicated (determined by gel permeation chromatography using Have polystyrene as calibration substance). The acid number can be adjusted by the person skilled in the art by using appropriate amounts of component (A4). The same applies to the setting of the hydroxyl number. It can be controlled via the amount of component (AI) and (A2) used.
Es kommen auch Bindemittel auf der Basis von Polyurethan in Betracht.Binders based on polyurethane are also suitable.
Wichtig für den insofern bevorzugten Klarlack ist schließlich, daß das Beschichtungsmittel die Bestandteile (2) und (3) enthält, welche beide Vernetzungsmittel sind.Finally, it is important for the clear lacquer which is preferred in this respect that the coating composition contains components (2) and (3), both of which are crosslinking agents.
Als Bestandteil (2) werden Tris (alkoxycarbonylamino) tri- azine der Formel
Figure imgf000025_0001
eingesetzt, wobei R insbesondere Methyl und Butylgruppen bedeutet. Diese Verbindungen sind unter der Kurzbezeichnung TACT bekannt. Ebenso können Derivate der genannten
Tris (alkoxycarbonylamino) triazines of the formula are used as component (2)
Figure imgf000025_0001
used, R being in particular methyl and butyl groups. These compounds are known under the short name TACT. Derivatives of the named
Verbindungen zum Einsatz kommen. Bevorzugt werden für den Bestandteil (2) Tris (alkoxycarbonyla ino) triazine eingesetzt, wie sie in der US-PS 5084541 beschrieben sind.Connections are used. Tris (alkoxycarbonyla ino) triazines such as are described in US Pat. No. 5,084,541 are preferably used for the component (2).
Der Bestandteil (3) enthält als Vernetzungsmittel mindestens ein gegebenfalls in einem oder mehreren organischen, gegebenenfalls wasserverdünnbaren Lösemitteln gelöstes oder dispergiertes, nichtblockiertes Di- und/oder Polyisocyanat . Zusätzlich oder an ihrer Stelle kann aber auch blockiertes Isocyanat oder eine Mischung aus blockierten Polyisocyanaten verwendet werden.Component (3) contains at least one non-blocked di- and / or polyisocyanate as crosslinking agent, optionally dissolved or dispersed in one or more organic, optionally water-dilutable solvents. In addition or in its place, blocked isocyanate or a mixture of blocked polyisocyanates can also be used.
Bei dem eingesetzten freien Polyisocyanatbestandteil handelt es sich um beliebige organische Polyisocyanate mit aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch gebundenen, freien Isocyanatgruppen. Bevorzugt werden Polyisocyanate mit 2 bis 5 Isocyanatgruppen pro Molekül und mit Viskositäten von 100 bis 2000 Pa.s (bei 23 Grad C) eingesetzt. Gegebenenfalls können den Polyisocyanaten noch geringe Mengen organisches Lösemittel, bevorzugt 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf reines Polyisocyanat, zugegeben werden, um so die Einarbeitbarkeit des Isocyanates zu verbessern und gegebenenfalls die Viskosität des Polyisocyanats auf einen Wert innerhalb der obengenannten Bereiche abzusenken. Als Zusatzmittel geeignete Lösemittel für die Polyisocyanate sind beispielsweise Ethoxyethylpropionat, Butylacetat und ähnliches. Beispiele für geeignete Isocyanate sind beispielsweise in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, Band 14/2, 4. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, Seite 61 bis 70, und von W. Siefken, Liebigs Ann. Chem. 562, 75 bis 136, beschrieben. Bei- spielsweise geeignet sind die bei derThe free polyisocyanate component used is any organic polyisocyanate with aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatically bound free isocyanate groups. Polyisocyanates with 2 to 5 isocyanate groups per molecule and with viscosities of 100 to 2000 Pa.s (at 23 degrees C) are preferably used. If necessary, small amounts of organic solvent, preferably 1 to 25% by weight, based on pure polyisocyanate, can also be added to the polyisocyanates, in order to ensure that the isocyanate can be incorporated to improve and, if necessary, lower the viscosity of the polyisocyanate to a value within the above-mentioned ranges. Solvents suitable as additives for the polyisocyanates are, for example, ethoxyethyl propionate, butyl acetate and the like. Examples of suitable isocyanates are, for example, in "Methods of Organic Chemistry", Houben-Weyl, Volume 14/2, 4th Edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, pages 61 to 70, and by W. Siefken, Liebigs Ann. Chem. 562, 75 to 136. For example, those at
Beschreibung der Polyurethanharze (A2) genannten Isocyanate und/oder isocyanatgruppenhaltigen Polyurethanpräpolymere, die durch Reaktion von Polyolen mit einem Überschuß an Polyiso- cyanaten hergestellt werden können und die bevorzugt niederviskos sind. Es können auchDescription of the polyurethane resins (A2) called isocyanates and / or polyurethane prepolymers containing isocyanate groups, which can be prepared by reacting polyols with an excess of polyisocyanates and which are preferably low-viscosity. It can too
Isocyanuratgruppen und/oder Biuretgruppen und/oder Allophanatgruppen und/oder Urethangruppen und/oder Harnstoffgruppen und/oder Uretdiongruppen aufweisende Polyisocyanate eingesetzt werden. Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate werden beispielsweise durch Umsetzung eines Teils der Isocyanat- gruppen mit Polyolen, wie z.B. Trimethylolpropan und Glycerin, erhalten. Vorzugsweise werden aliphatische oder cycloaliphatische Polyisocyanate, insbesondere Hexamethylendiisocyanat , dimerisiertes und trimerisiertes Hexamethylendiisocyanat, Isophorondi- isocyanat, 2-Isocyanatopropylcyclohexylisocyanat, Dicyclohexylmethan-2, 4 ' -diisocyanat oder Dicyclohexyl- methan-4, 4 ' -diisocyanat oder Mischungen aus diesen Polyisocyanaten eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt werden Gemische aus Uretdion- und/oder Isocyanuratgruppen und/oder Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanaten auf Basis von Hexamethylendiisocyanat, wie sie durch katalytische Oligomerisierung von Hexamethylendiisocyanat unter Verwendung von geeigneten Katalysatoren entstehen, eingesetzt. Der Polyisocyanatbestandteil kann im übrigen auch aus beliebigen Gemischen der beispielhaft genannten freien Polyisocyanate bestehen.Polyisocyanates containing isocyanurate groups and / or biuret groups and / or allophanate groups and / or urethane groups and / or urea groups and / or uretdione groups can be used. Polyisocyanates containing urethane groups are obtained, for example, by reacting some of the isocyanate groups with polyols, such as trimethylolpropane and glycerol. Aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates, in particular hexamethylene diisocyanate, dimerized and trimerized hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2-isocyanatopropylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexyl methane-2, 4'-diisocyanate or dicyclohexyl methane-4-isocyanate or mixtures of these, 4 ', or 4'-mixtures of these, are used. Mixtures of uretdione and / or isocyanurate groups and / or allophanate groups containing polyisocyanates based on hexamethylene diisocyanate, such as those obtained by catalytic Oligomerization of hexamethylene diisocyanate using suitable catalysts are used. The polyisocyanate component can also consist of any mixtures of the free polyisocyanates mentioned by way of example.
Wenn blockiertes Isocyanat zugemischt ist, so ist es vorzugsweise so ausgebildet, daß es sowohl mit einem Blockierungsmittel (ZI) als auch mit einem Blockierungs- mittel (Z2) blockierte Isocyanatgruppen enthält, wobei das Blockierungsmittel (ZI) ein Dialkylmalonat oder eine Mischung aus Dialkylmalonaten ist, das Blockierungsmittel (Z2) ein von (ZI) verschiedenes, aktive Methylengruppen enthaltendes Blockierungsmittel, ein Oxim oder eine Mischung aus diesen Blockierungsmitteln ist und das Äquivalentverhältnis zwischen den mit (ZI) blockierten Isocyanatgruppen und den mit (Z2) blockierten Isocyanatgruppen zwischen 1,0 : 1,0 und 9,0 : 1,0, vorzugsweise zwischen 8,0 : 2,0 und 6,0 : 4,0, besonders bevorzugt zwischen 7,5 : 2,5 und 6,5 : 3,5 liegt. Das blockierte Isocyanat wird vorzugsweise wie folgt hergestellt. Ein Polyisocyanat oder eine Mischung aus Polyisocyanaten wird in an sich bekannter Art und Weise mit einer Mischung aus den Blockierungsmitteln (ZI) und (Z2) umgesetzt, wobei die Mischung aus den Blockierungsmitteln (ZI) und (Z2) die Blockierunqsmittel (ZI) und (Z2) in einem Molverhältnis enthält, das zwischen 1,0 : 1,0 und 9,0 : 1,0, Vorzugs- weise zwischen 8,0 : 2,0 und 6,0 : 4,0, besonders bevorzugt zwischen 7,5 : 2,5 und 6,5 : 3,5 liegt. Das Polyisocyanat bzw. die Mischung aus Polyisocyanaten kann mit der Mischung aus denIf blocked isocyanate is admixed, it is preferably designed such that it contains isocyanate groups blocked with both a blocking agent (ZI) and with a blocking agent (Z2), the blocking agent (ZI) being a dialkylmalonate or a mixture of dialkylmalonates the blocking agent (Z2) is a blocking agent containing active methylene groups other than (ZI), an oxime or a mixture of these blocking agents and the equivalent ratio between the isocyanate groups blocked with (ZI) and the isocyanate groups blocked with (Z2) is between 1.0 : 1.0 and 9.0: 1.0, preferably between 8.0: 2.0 and 6.0: 4.0, particularly preferably between 7.5: 2.5 and 6.5: 3.5 . The blocked isocyanate is preferably made as follows. A polyisocyanate or a mixture of polyisocyanates is reacted in a manner known per se with a mixture of the blocking agents (ZI) and (Z2), the mixture of the blocking agents (ZI) and (Z2) being the blocking agents (ZI) and ( Z2) in a molar ratio which is between 1.0: 1.0 and 9.0: 1.0, preferably between 8.0: 2.0 and 6.0: 4.0, particularly preferably between 7, 5: 2.5 and 6.5: 3.5. The polyisocyanate or the mixture of polyisocyanates can be mixed with the mixture of
Blockierungsmitteln (ZI) und (Z2) so weit umgesetzt werden, bis keine Isocyanatgruppen mehr nachweisbar sind. In der Praxis kann das den Einsatz von sehr großen Überschüssen an Blockierungsmitteln und/oder sehr lange Reaktionszeiten erfordern. Es gefunden, da8 auch dann Lacke mit guten Eigenschaften erhalten werden, wenn mindestens 50, vorzugsweise mindestens 70 Prozent der Isocyanatgruppen des Polyisocyanates bzw. des Gemisches aus Polyisocyanaten mit der Mischung aus den Blockierungsmitteln (ZI) und (Z2) umgesetzt werden und die verbleibenden Isocyanatgruppen mit einer hydroxylgruppenhaltigen Verbindung oder einer Mischung aus hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen umgesetzt werden. Als hydroxylgruppenhaltige Verbindungen werden vorzugsweise niedermolekulare aliphatische oder cycloaliphatische Polyole, wie Neopentylglykol, Dimethylolcyclohexan, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, 2-Methyl-2-propylpropandiol-l,3, 2-Ethyl-2-butyl- propandiol-1, 3, 2, 2 , 4-Trimethylpentandiol-l, 5 und 2, 2, 5-Trimethylhexandiol-l, 6 oder das als Bestandteil (1) einsetzbare hydroxylgruppenhaltige Bindemittel eingesetzt. Ein geeignetes blockiertes Polyisocyanat ist auch erhältlich, indem mit dem Blockierungsmittel (ZI) bzw. (Z2) blockierte Polyisocyanate in einem solchen Verhältnis gemischt werden, daß eine Mischung erhalten wird, in der das Äquivalent-Verhältnis zwischen den mit (ZI) blockierten Isocyanatgruppen und den mit (Z2) blockierten Isocyanatgruppen zwischen 1,0 : 1,0 und 9,0 : 1,0, vorzugsweise zwischen 8,0 : 2,0 und 6,0 : 4,0, besondere bevorzugt zwischen 7,5 : 2,5 und 6,5 : 3,5 liegt. Prinzipiell können alle auf dem Lackgebiet einsetzbaren Polyisocyanate zur Herstellung des blockierten Polyisocyanats eingesetzt werden. Es ist jedoch bevorzugt, Polyisocyanate einzusetzen, deren Isocyanatgruppen an aliphatische oder cycloaliphatische Reste gebunden sind. Beispiele für derartige Polyisocyanate sind Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat, Dicyclohexyl- methandiisocyanat und 1, 3-Bis- (2-isocyanatopropyl-2-) - benzol (TMXDI) sowie Addukte dieser Polyisocyanate an Polyole, insbesondere niedermolekulare Polyole, wie z.B. Trimethylolpropan und von diesen Polyisocyanaten abgeleitete isocyanuratgruppen- und/oder biuretgruppenhaltige Polyisocyanate. Als Polyisocyanate werden besonders bevorzugt Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat, von diesen Diisocyanaten abgeleitete isocyanurat- oder biuretgruppenhaltige Polyisocyanate, die vorzugsweise mehr als zwei Isocyanatgruppen im Molekül enthalten sowie Umsetzungsprodukte aus Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat oder einer Mischung ausBlocking agents (ZI) and (Z2) are reacted until no more isocyanate groups can be detected. In the In practice, this can require the use of very large excesses of blocking agents and / or very long reaction times. It was found that paints with good properties are obtained even if at least 50, preferably at least 70 percent of the isocyanate groups of the polyisocyanate or the mixture of polyisocyanates are reacted with the mixture of blocking agents (ZI) and (Z2) and the remaining isocyanate groups be reacted with a compound containing hydroxyl groups or a mixture of compounds containing hydroxyl groups. Low-molecular-weight aliphatic or cycloaliphatic polyols, such as neopentyl glycol, dimethylolcyclohexane, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 2-methyl-2-propyl-propanediol-1, 3, 2-ethyl-2-butyl-propanediol-1, 3, 2, 2, 2, are preferably used as compounds containing hydroxyl groups. 2, 4-trimethylpentanediol-1, 5 and 2, 2, 5-trimethylhexanediol-1, 6 or the binder containing hydroxyl groups which can be used as component (1). A suitable blocked polyisocyanate is also obtainable by mixing blocked polyisocyanates with the blocking agent (ZI) or (Z2) in such a ratio that a mixture is obtained in which the equivalent ratio between the isocyanate groups blocked with (ZI) and the isocyanate groups blocked with (Z2) between 1.0: 1.0 and 9.0: 1.0, preferably between 8.0: 2.0 and 6.0: 4.0, particularly preferably between 7.5: 2 , 5 and 6.5: 3.5. In principle, all polyisocyanates that can be used in the coating field can be used to produce the blocked polyisocyanate. However, it is preferred to use polyisocyanates whose isocyanate groups are bonded to aliphatic or cycloaliphatic radicals. Examples of such polyisocyanates are hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dicyclohexyl methane diisocyanate and 1,3-bis (2-isocyanatopropyl-2-) benzene (TMXDI) and adducts of these polyisocyanates with polyols, especially low molecular weight polyols, such as trimethylol propane these polyisocyanates derived isocyanurate group and / or biuret group-containing polyisocyanates. Particularly preferred polyisocyanates are hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, isocyanurate or biuret group-containing polyisocyanates derived from these diisocyanates, which preferably contain more than two isocyanate groups in the molecule, and reaction products of hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate or a mixture thereof
Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat mit 0,3 - 0,5 Äquivalenten eines niedermolekularen Polyols mit einem Molekulargewicht von 62 bis 500, vorzugsweise von 104 bis 204, insbesondere eines Triols, wie zum Beispiel Trimethylolpropan, eingesetzt. Als Blocklerungsmittel (ZI) werden Dialkylmalonate oder eine Mischung aus Dialkyl- malonaten eingesetzt. Als Beispiele für einsetzbare Dialkylmalonate werden Dialkylmalonate mit je 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in den Alkylresten genannt, wie z.B. Malonsäuredimethylester und Malonsäurediethylestar, wobei Malonsaurediethylester bevorzugt eingesetzt wird. Als Blockierungsmittel (Z2) werden von (ZI) verschiedene, aktive Methylengruppen enthaltende Blockierungsmittel und Oxime sowie Mischungen aus diesen Blockierungsmitteln eingesetzt. Als Beispiele für Blockierungsmittel, die alsHexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate with 0.3-0.5 equivalents of a low molecular weight polyol with a molecular weight from 62 to 500, preferably from 104 to 204, in particular a triol, such as trimethylolpropane, are used. Dialkyl malonates or a mixture of dialkyl malonates are used as blocking agents (ZI). Dialkylmalonates with 1 to 6 carbon atoms in each of the alkyl radicals are mentioned as examples of dialkylmalonates which can be used, e.g. Malonic acid dimethyl ester and malonic acid diethyl starch, with malonic acid diethyl ester being preferred. The blocking agents (Z2) used are blocking agents and oximes which contain active methylene groups and mixtures of these blocking agents and which are different from (ZI). As examples of blocking agents used as
Blockierungsmittel (Z2) einsetzbar sind, werden genannt: Acetessigsäuremethyl-, ethyl-, -propyl-, butyl-, -pentyl-, hexyl -, heptyl-, octyl-, nonyl-, -decyl- oder -dodecyl- ester, Acetonoxim, Methylethylketoxim, Acetylaceton, Formaldoxim, Acetaldoxim, Benzophenoxim, Acetoxim und Diisobutylketoxim. Als Blockierungsrnittel (Z2) wird vorzugsweise ein Acetessigsäurealkylester mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylrest oder eine Mischung aus solchen Acetessigsäurealkylestern oder ein Ketoxim bzw. eine Mischung aus Ketoximen eingesetzt. Besonders bevorzugt werden Acetessigsäureethylester oder Methylethylketoxim als Blockierungsmittel (Z2) eingesetzt.Blocking agents (Z2) that can be used are mentioned: methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, acetoacetic acid, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl or dodecyl ester, acetone oxime, methyl ethyl ketoxime, acetylacetone, formal doxime, acetaldoxime, benzophenoxime, acetoxime and diisobutyl ketoxime. The blocking agent (Z2) used is preferably an alkyl acetoacetate having 1 to 6 carbon atoms in the alkyl radical or a mixture of such alkyl acetoacetates or a ketoxime or a mixture of ketoximes. Ethyl acetoacetate or methyl ethyl ketoxime are particularly preferably used as blocking agents (Z2).
Bevorzugt ist es, wenn die Mengen der Bestandteile (1) bis (3) in den Verhältnissen zueinander so gewählt sind, daß das Verhältnis OH: (NCO + NH-CO-OR) 1,0:0,5 bis 1,0:2,0, vorzugsweise 1,0:0,8 bis 1,0:1,5, beträgt. DieIt is preferred if the amounts of constituents (1) to (3) in the ratios to one another are chosen such that the ratio OH: (NCO + NH-CO-OR) 1.0: 0.5 to 1.0: 2.0, preferably 1.0: 0.8 to 1.0: 1.5. The
Polyisocyanatkomponente wird in den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln z.B. im einzelnen vorteilhafterweise in einer solchen Menge eingesetzt, daß das Verhältnis der Hydroxylgruppen des Bindemittels (1) zu den Isocyanatgruppen der Vernetzer (2) und (3) zwischen 1 : 2 und 2 : 1, besonders bevorzugt zwischen 1 : 1,5 und 1,5 : 1 liegt.Polyisocyanate component is used in the coating compositions according to the invention e.g. individually advantageously used in such an amount that the ratio of the hydroxyl groups of the binder (1) to the isocyanate groups of the crosslinking agents (2) and (3) is between 1: 2 and 2: 1, particularly preferably between 1: 1.5 and 1 , 5: 1 lies.
Das Mengenverhältnis der Bestandteile (2) und (3) zueinander ist vorteilhafterweise so ausgewählt, daß die Menge an Tris (alkoxycarbonylamino) triazin oder an Mischung aus Tris (alkoxycarbonylamino) triazinen 1 bis 99 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 90 Gew.%, beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge an Tris (alkoxycarbonylamino) triazin bzw. Mischung aus Tris (alkoxycarbonylamino) triazinen plus freie Isocyanate bzw. der Mischung aus freien Polyisocyanate. Sind blockierte Isocyanate beigemischt oder werden solche alleine verwendet, so gilt entsprechendes, nur dann jeweils bezogen auf die entsprechende Gesamtmenge an Isocyanaten anstatt lediglich freier Polyisocyanate.The quantitative ratio of the components (2) and (3) to one another is advantageously selected such that the amount of tris (alkoxycarbonylamino) triazine or of a mixture of tris (alkoxycarbonylamino) triazines is 1 to 99% by weight, preferably 5 to 90% by weight, is, based on the total amount of tris (alkoxycarbonylamino) triazine or mixture of tris (alkoxycarbonylamino) triazines plus free isocyanates or the mixture of free polyisocyanates. If blocked isocyanates are added or if they are used alone, the same applies, only then related to the corresponding total amount of isocyanates instead of just free polyisocyanates.
Die vorstehend genannten Mengenverhältnisse beziehen sich dabei auf die Mengenverhältnisse, die sich bei vorgeschriebener Mischung der Komponenten (I) bis (III) in dem applizierbaren oder applizierten Lack einstellen. Mehrkomponentensystemen werden nämlich regelmäßig in Gebinden vertrieben, die jeweils insgesamt oder in jeweiligen Teilmengen vermischt den Lack mit den gewünschten Mengenverhältnissen der Bestandteile ergeben, so daß kein Teilmenge einer der Komponenten übrig bleibt, wenn die andere Komponente oder die anderen Komponenten aufgebraucht sind. Mit anderen Worten ausgedrückt, werden durch die vorstehenden Mengenverhältnisse die Mengen der Bestandteile (1) bis (3) in den Komponenten I bis III eines Mehrkomponenten-Gebindes definiert .The quantitative ratios mentioned above relate to the quantitative ratios which are obtained when the components (I) to (III) are mixed in the paint that can be applied or applied. Multi-component systems are namely regularly sold in containers, each of which, in total or in part, mixed with the lacquer with the desired proportions of the components, so that no part of one of the components remains when the other component or components are used up. In other words, the proportions (1) to (3) in components I to III of a multi-component container are defined by the above quantitative ratios.
Im einzelnen kann das Komponentensystem UV-Absorber, vorzugsweise Triazinverbindungen, und Radikalfänger in zumindest einer der Komponenten (I) und/oder (II) und/oder (III) enthalten. Das Komponentensystem kann ferner Rheologiemittel sowie sonstige Lackhilfsstoffe in zumindest einer der Komponenten (I) und/oder (II) und/oder (III) enthalten.In detail, the component system can contain UV absorbers, preferably triazine compounds, and free radical scavengers in at least one of components (I) and / or (II) and / or (III). The component system can also contain rheological agents and other paint auxiliaries in at least one of components (I) and / or (II) and / or (III).
Mit vorstehend beschriebenen Klarlacken erhaltene Überzüge werden üblicherweise bei Temperaturen von unter 120 Grad C, bevorzugt bei Temperaturen von maximal 100 Grad C, gehärtet. In Anwendungsformen der erfindungsgemäßenCoatings obtained with the clear coats described above are usually cured at temperatures below 120 ° C., preferably at temperatures not exceeding 100 ° C. In application forms of the invention
Beschichtungsmittel mit blockierten Polyisocynaten und/oder mit TACT können auch höhere Härtungstemperaturen angewendet werden. Dann sind Werte von 120 Grad C bis 180 Grad C empfehlenswert .Coating agents with blocked polyisocyanates and / or with TACT can also be used at higher curing temperatures become. Then values from 120 degrees C to 180 degrees C are recommended.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für im Rahmen der Erfindung geeignete Klarlackbindemittel bzw. Klarlacke angegeben.Exemplary embodiments of clear lacquer binders or clear lacquers which are suitable in the context of the invention are given below.
1. Im einem organischen Lösemittel gelöstes bzw. dispergier- tes Klarlackbindemittel1. Clear varnish binder dissolved or dispersed in an organic solvent
1.1 Komponente I1.1 Component I
1.1.1. Acrylatharz A In einem Labor-Reaktor mit einem Nutzvolumen von 4 1 ausgestattet mit einem Rührer, zwei Tropftrichtern für die Mono- mermischung resp. Initiatorlösung, Stickstoff-Einleitungs- rohr, Thermometer und Rückflußkühler werden 899 g einer Fraktion aromatischer Kohlanwasserstoffe mit einem Siedebe- reich von 158 °C - 172°C eingewogen. Das Lösemittel wird auf 140°C aufgeheizt. Nach Erreichen von 140°C werden eine Mo- nomermischung aus 727 g n-Butylmethacrylat , 148 g Cyclohexylmethacrylat, 148 g Styrol, 445 g 4-Hydroxibutylacrylat und 15 g Acrylsäure innerhalb von 4 Stunden, und eine In- itiatorlösung von 29 g t-Butylperethylhexanoat in 89 g des beschriebenen aromatischen Lösemittels innerhalb von 4,5 Stunden gleichmäßig in den Reaktor dosiert. Mit der Dosierung der Monomermischung und der Initiatorenlösung wird gleichzeitig begonnen. Nach Beendigung der Initiatordosie- rung wird die Reaktionsmischung zwei weitere Stunden auf 140°C gehalten und danach abgekühlt. Die resultierende Polymerlösung hat einen Feststoffgehalt von 62% (bestimmt in einem Umluftofen 1 h bei 130 Grad C) , eine Saurezahl von 9 und eine Viskosität von 21 dPa.s (gemessen an einer 60%ιgen Anlosung der Polymerlosung m dem beschrieben aromatischen Losemittel, unter Verwendung eines ICI-Platte-Kegel Viskosi- meters bei 23 Grad C) .1.1.1. Acrylate resin A In a laboratory reactor with a useful volume of 4 1 equipped with a stirrer, two dropping funnels for the monomer mixture or. Initiator solution, nitrogen inlet tube, thermometer and reflux condenser are weighed in 899 g of a fraction of aromatic hydrocarbons with a boiling range of 158 ° C - 172 ° C. The solvent is heated to 140 ° C. After reaching 140 ° C., a monomer mixture of 727 g of n-butyl methacrylate, 148 g of cyclohexyl methacrylate, 148 g of styrene, 445 g of 4-hydroxibutyl acrylate and 15 g of acrylic acid are added within 4 hours, and an initiator solution of 29 g of t Butyl perethylhexanoate in 89 g of the aromatic solvent described is metered uniformly into the reactor within 4.5 hours. The metering of the monomer mixture and the initiator solution is started simultaneously. After the initiator metering has ended, the reaction mixture is held at 140 ° C. for a further two hours and then cooled. The resulting polymer solution has a solids content of 62% (determined in a convection oven for 1 h at 130 degrees C), an acid number of 9 and a viscosity of 21 dPa.s (measured on a 60% solution of the polymer solution in the aromatic solvent described, using an ICI plate cone viscometer at 23 degrees C).
1.1.2. Acrylatharz B1.1.2. Acrylate resin B
In einem Labor-Reaktor mit einem Nutzvolumen von 4 1 ausgestattet mit einem Ruhrer, zwei Tropftrichtern für die Mono- mermischung resp. Initiatorlosung, Stickstoff-Einleitungs- rohr, Thermometer und Ruckflußkuhler werden 897 g einer Fraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 158 Grad C - 172 Grad C eingewogen. Das Losemittel wird auf 140 Grad C aufgeheizt, Nach Erreichen von 140 Grad C werden eine Monomermischung aus 487 g t-Butylacrylat , 215 g n-Butylmethacrylat, 143 g Styrol, 572 g Hydroxypropyl- methacrylat und 14 g Acrylsäure innerhalb von 4 Stunden, und eine Initiatorlosung von 86 g t-Butylperethylhexanoat m 86 g des beschriebenen aromatischen Losemittels innerhalb von 4,5 Stunden gleichmäßig in den Reaktor dosiert. Mit der Dosierung der Monomermischung und der Initiatorlosung wird gleichzeitig begonnen. Nach Beendigung der Initiatordosie- rung wird die Reaktionsmischung zwei weitere Stunden auf 140 Grad C gehalten und danach abgekühlt. Die resultierende Po- lymerlosung hat einen Feststoffgehalt von 62% bestimmt in einem Umluftofen 1 h bei 130 Grad C) , eine Saurezahl von 10 und eine Viskosität von 23 dPa.s (gemessen an einer 60%igen Anlosung der Polymerlosung in dem beschrieben aromatischen Losemittel, unter Verwendung eines ICI Piatte-Kegel Viskosi- meters bei 23 Grad C) . 1.1.3. Alkydharz CIn a laboratory reactor with a useful volume of 4 1 equipped with a stirrer, two dropping funnels for the monomer mixture or. Initiator solution, nitrogen inlet tube, thermometer and reflux condenser are weighed in 897 g of a fraction of aromatic hydrocarbons with a boiling range of 158 ° C - 172 ° C. The solvent is heated to 140 degrees C, after reaching 140 degrees C, a monomer mixture of 487 g t-butyl acrylate, 215 g n-butyl methacrylate, 143 g styrene, 572 g hydroxypropyl methacrylate and 14 g acrylic acid within 4 hours, and an initiator solution of 86 g of t-butyl perethyl hexanoate m 86 g of the aromatic solvent described evenly metered into the reactor within 4.5 hours. The metering of the monomer mixture and the initiator solution are started simultaneously. After the initiator metering has ended, the reaction mixture is kept at 140 ° C. for a further two hours and then cooled. The resulting polymer solution has a solids content of 62%, determined in a forced air oven for 1 h at 130 ° C., an acid number of 10 and a viscosity of 23 dPa.s (measured on a 60% solution of the polymer solution in the aromatic solvent described , using an ICI Piatte cone viscometer at 23 degrees C). 1.1.3. Alkyd resin C
In einem Labor-Reaktor mit einem Nutzvolumen von 4 1 ausgestattet mit einem Rührer, Wasserabscheider, Rückflußkühler, Stickstoff-Einleitungsrohr und Thermometer werden 1330 g Hexahydrophthalsäureanhydrid, 752 g 1, 1, 1-Trimethylolρropan, 249 g 1, 4-Dimethylolcyclohexan, 204 g Hexandiol-1, 6, 136 g Isononansäure (als Isomerengemisch von 3, 3, 5-Trimethyl- hexansäure und 3, 5, 5-Trimethylhexansäure) und 75 g Xylol als Schleppmittel eingewogen. Der Wasserabscheider wird mit Xylol gefüllt. Der Inhalt des Reaktors wird innerhalb von 8 Stunden auf 210 Grad C so aufgeheizt, daß ein gleichmäßiger Rückfluß des Schleppmittels entsteht. Der Reaktorinhalt wird auf 210 Grad C gehalten, bis eine Säurezahl von 17,1 und eine Viskosität von 15 dPas, gemessen an einer 60 %-igen Lösung des Reaktionsgemisches in dem in den Acry- latharzen A und B beschriebenen aromatischen Lösemittel, erreicht ist. Dann wird auf 140 Grad C abgekühlt und der Inhalt des Reaktors mit so viel des genannten aromatischen Lösemittels angelöst, daß ein nichtflüchtiger Anteil von 61 % (bestimmt in einem Umluftofen 60 min bei 130 Grad C) resultiert, Die auf diese Weise hergestellte Alkydharzlösung hat eine Säurezahl von 17,1 und eine Viskosität von 15 dPa.s (gemessen an einem ICI-Platte-Kegel-Viskosimeter bei 23 Grad C) .In a laboratory reactor with a useful volume of 4 1 equipped with a stirrer, water separator, reflux condenser, nitrogen inlet tube and thermometer, 1330 g of hexahydrophthalic anhydride, 752 g of 1, 1, 1-trimethylolpropane, 249 g of 1, 4-dimethylolcyclohexane, 204 g Hexanediol-1, 6, 136 g of isononanoic acid (as an isomer mixture of 3, 3, 5-trimethylhexanoic acid and 3, 5, 5-trimethylhexanoic acid) and 75 g of xylene as entrainer weighed out. The water separator is filled with xylene. The contents of the reactor are heated to 210 degrees C in the course of 8 hours in such a way that a uniform reflux of the entrainer occurs. The reactor contents are kept at 210 ° C. until an acid number of 17.1 and a viscosity of 15 dPas, measured on a 60% solution of the reaction mixture in the aromatic solvent described in the acrylic resins A and B, is reached. The mixture is then cooled to 140 ° C. and the contents of the reactor are dissolved with so much of the aromatic solvent mentioned that a non-volatile fraction of 61% (determined in a convection oven for 60 minutes at 130 ° C.) results. The alkyd resin solution prepared in this way has one Acid number of 17.1 and a viscosity of 15 dPa.s (measured on an ICI-plate-cone viscometer at 23 degrees C).
1.1.4 Komponente I1.1.4 Component I
Die Komponente (I) wird hergestellt, indem man die Basisbindemittellösung nach 1.1.1 und/oder 1.1.2 und/oder 1.1.3. einwiegt, dann unter Rühren Lösemittel, UV-Absor- ber, Radikalfänger und Verlaufsmittel in üblichen Mengen zugibt und gut einrührt. 1.2. Komponente (II)Component (I) is produced by using the basic binder solution according to 1.1.1 and / or 1.1.2 and / or 1.1.3. weighed in, then with stirring add solvent, UV absorber, radical scavenger and leveling agent in the usual amounts and stir well. 1.2. Component (II)
Die Komponente (II) besteht aus einer Anlosung handelsüblicher Isocyanurat-Trimere in einem geeigneten Lösemittel. Sie wird durch Einrühren des Lösemittels in die 5 Lieferform der Isocyanurate hergestellt.Component (II) consists of a solution of commercially available isocyanurate trimers in a suitable solvent. It is produced by stirring the solvent into the 5 delivery form of the isocyanurates.
1.3 Komponente (III)1.3 component (III)
Die Komponente (III) besteht aus einer (handeis-) üblichen Lösung Tris (alkoxycarbonylamino) triazin-Vernetzer gemäß US 10 5084541, ggf. in einem geeigneten Lösemittel, wieComponent (III) consists of a (hand ice) usual solution of tris (alkoxycarbonylamino) triazine crosslinking agent according to US 10 5084541, optionally in a suitable solvent, such as
Solventnaphta, Butylacetat, Basonat HI 190 B/S und/oder Tolonate HDT 90.Solvent naphtha, butyl acetate, Basonat HI 190 B / S and / or Tolonate HDT 90.
15 2. Überzug eines Substrats mit einem in kritischem oder überkritischem Kohlendioxid gelösten bzw. dispergierten Klarlack.15 2. Coating a substrate with a clear lacquer dissolved or dispersed in critical or supercritical carbon dioxide.
Die Komponenten I bis III werden nach Ihrer Herstellung in 20 organischer Lösung getrennt oder zusammen in kritischem oder überkritischem Kohlendioxid mittels eines Strahldüsenreaktors gelöst bzw. dispergiert. Dann wird der überwiegende Teil der organischen Lösemittel aus der Dispersion bzw. den Dispersionen abgetrennt. Sofern erforderlich wird weiteres 25 kritisches oder überkritisches Kohlendioxid zugefügt. Die so erhaltene Dispersion bzw. die erhaltenen Dispersionen werden dann in eine wäßrige Phase, welche weitere geeignete Lackzusatzstoffe enthalten kann, eingebracht. Die so erhaltene Pulverlack-Slurry wird dann auf das Substrat, ein Kfz-Karos- 30 serieteil, welches mit einer Grundierung, einem Füller und einem Farblack überzogen ist, im Wege des Spritzens aufgetragen. Sofern mit getrennten wäßrigen Dispersionen gearbeitet wird, können übliche, angepaßte Mehrkomponenten- applikationsvorrichtungen eingesetzt werden. Nach dem Härten bzw. Einbrennen wird ein allen Anforderungen genügender Klarlackbeschichtung erhalten bei geringsten Emissionen von organischen Lösemitteln. After their production, components I to III are separated in 20 organic solution or dissolved or dispersed together in critical or supercritical carbon dioxide by means of a jet nozzle reactor. Then the majority of the organic solvents are separated from the dispersion or dispersions. If necessary, another 25 critical or supercritical carbon dioxide is added. The dispersion or dispersions obtained in this way are then introduced into an aqueous phase, which may contain other suitable paint additives. The powder coating slurry obtained in this way is then applied to the substrate, a motor vehicle body part, which is coated with a primer, a filler and a color coating, by spraying. If with separate aqueous dispersions usual, adapted multi-component application devices can be used. After curing or baking, a clear lacquer coating that meets all requirements is obtained with the lowest emissions of organic solvents.
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